第一篇:5萬噸年苯加氫項目建議書
5萬噸/年苯加氫項目建議書
1項目背景
1.1 項目名稱
粗苯加氫精制項目 1.2 項目建設(shè)規(guī)模
建設(shè)規(guī)模:5萬噸/年 1.3 項目建設(shè)地址
黑龍江省七臺河新興煤化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū) 1.4 項目提出背景
2011年七臺河市焦炭產(chǎn)能達(dá)到1000萬噸,可以產(chǎn)生總量為25億立方米的剩余煤氣、45萬噸煤焦油、12萬噸粗苯。如果從黑龍江省范圍考慮,按黑龍江省焦炭產(chǎn)量1500萬噸計算,可以產(chǎn)生37.5億立方米剩余煤氣、67.5萬噸煤焦油、18萬噸粗苯。已經(jīng)具備了向產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)上深度開發(fā)的條件。目前生產(chǎn)的多數(shù)是化工的基礎(chǔ)原料,是化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)產(chǎn)品,是精細(xì)化工產(chǎn)品的“糧食”。要改變現(xiàn)有“只賣原糧”的局面,向精細(xì)化工領(lǐng)域邁進。
七臺河市煤化工產(chǎn)業(yè)下步發(fā)展要繼續(xù)以建立完善循環(huán)經(jīng)濟體系為重點,按照“穩(wěn)煤、控焦、興化”的總體發(fā)展思路,依托煤焦油、焦?fàn)t剩余煤氣、粗苯這三條線,整合資源、集中優(yōu)勢,繼續(xù)尋求延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,搞好資源綜合利用和延伸轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)資源循環(huán)利用、綜合開發(fā)、高效增值,不斷擴大煤化工產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模,形成全市工業(yè)經(jīng)濟加快發(fā)展新的增長極。
新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi),園區(qū)現(xiàn)有面積約4.7平方公里,一期增加2.9平方公里,達(dá)到7.6平方公里;二期將長興鄉(xiāng)馬鞍村整村搬遷至長興村,增加5.5平方公里,總體達(dá)到13.1平方公里;三期增加8.7平方公里,最終園區(qū)面積將達(dá)到21.8多平方公里,新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個以煤焦化及下游產(chǎn)品為主體的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。園區(qū)功能齊備,水、電、路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本到位。
基于上述政策和資源條件,提出一系列煤焦油項目,5萬噸/年苯加氫項目是其中之一。2產(chǎn)品性質(zhì)與用途概述
2.1產(chǎn)品的理化特性 2.1.1 苯的理化性質(zhì)
純苯在常溫常壓下為具有芳香氣味的無色透明揮發(fā)性液體。沸點80.1℃,能放出有毒蒸氣。苯是一種不易分解的化合物,與其它化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時,其基本結(jié)構(gòu)不變,僅僅是苯環(huán)中的氫原子被其它基團取代而已。苯的蒸氣能與空氣形成爆炸性的混合物。液態(tài)苯比水輕,但其蒸氣比空氣重,遇到高熱或明火極容易引起燃燒和爆炸。苯蒸氣能擴散很遠(yuǎn),遇到火源就燃燒,并能把火焰沿氣流引回來。苯容易產(chǎn)生和積聚靜電。苯與氧化劑接觸反應(yīng)激烈。苯難溶于水,但易溶于酒精、乙醚、丙酮、氯仿、汽油、二硫化碳等有機溶劑。
焦化苯的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2283-2008如表1:
項目
外觀
顏色(鉑-鈷)不限于 密度(20℃)/(g/cm3)
苯的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不小于 甲苯的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不大于 非芳烴的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不大于
餾程[大氣壓101.325Pa,(包括80.1℃)]/℃
不大于
優(yōu)等品
一等品
合格品
透明液體,無可見雜質(zhì) 0.878~0.881 99.90 0.05 0.1
---
20#
0.876~0.881 99.60------------------
0.9
表1 焦化苯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
2.1.2 甲苯的理化性質(zhì)
甲苯為無色有折射力的易揮發(fā)的液體,氣味似苯。相對密度0.866(20/4℃)。熔點-95~-94.5℃,沸點110.4℃,自燃點480℃。蒸氣與空氣混合物的爆炸極限1.27~7%。幾乎不溶于水,與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶,遇熱、明火或氧化劑易著火。遇明火或與下列物質(zhì)反應(yīng):(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸銀、三氟化溴、六氟化鈾,引起爆炸。流速過快(超過3米/秒)有產(chǎn)生和積聚靜電危險。
焦化甲苯的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2284-2009如下表:
項目
外觀
優(yōu)等品
一等品
合格品
透明液體,無沉淀物及懸浮物 顏色(鉑-鈷)不大于 密度(20℃)/(g/cm3)
酸洗比色(按標(biāo)準(zhǔn)比色液)不深于 苯的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不大于 非芳烴的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不大于 C8芳烴(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/% 不大于 總硫/(mg/kg)
溴價(g/100ml)不大于 水分
餾程[大氣壓101.325Pa,(包括80.1℃)]/℃ 不大于
20#
0.864~0.868 0.861~0.870
0.15 0.20 0.25 0.10------1.2------0.10------2 150---------0.2
室溫(18~25℃)下目測無可見不溶解水
---
1.0
2.0
表2 焦化甲苯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
2.2產(chǎn)品的用途 2.2.1 純苯的用途
我國純苯消費結(jié)構(gòu)如下:27.25%用于合成苯乙烯,聚酰胺樹脂(環(huán)己烷)約占12.65%,苯酚約占11.37%,氯化苯約占10.98%,硝基苯約占9.8%,烷基苯約占7.84%,農(nóng)用化學(xué)品約占5.65%,順酐約占4.71%,其它醫(yī)藥、輕工及橡膠制品業(yè)等約占9.84%。苯乙烯是純苯最主要的消費用途,生產(chǎn)能力約70~100萬噸/年。環(huán)已烷是僅次于苯乙烯的純苯消費產(chǎn)品,主要用于生產(chǎn)尼龍6和尼龍66等產(chǎn)品,國內(nèi)產(chǎn)能達(dá)到30~45萬噸/年。苯酚是消耗純苯較多的化工產(chǎn)品之一,我國苯酚的需求增長較快,氯化苯的產(chǎn)量約為20萬噸/年,對純苯的需求量將以年均3%的速度增長。硝基苯產(chǎn)量約為25萬噸/年,預(yù)計近期內(nèi)對純苯的需求將以每年5%的速度增長。烷基苯的產(chǎn)量約35萬噸/年,預(yù)計近幾年對純苯的需求會以年均5%的速度增長。順酐的產(chǎn)量增長很快,1990年順酐產(chǎn)量僅為1.98萬噸,目前產(chǎn)量約為7.8萬噸/年,其對純苯的年需求增長率估計將達(dá)到7%。蠟、樹脂、油的溶劑:合成化學(xué)制品和制藥的中間體。86%的苯用于制造苯乙烯、苯酚、環(huán)乙烷和其他有機物。剩余部分主要用于制造洗滌劑、殺蟲劑和油漆清除劑。苯可作為汽油一種成份,含量<2%。2.2.2甲苯的用途
甲苯大量用作溶劑和高辛烷值汽油添加劑,也是有機化工的重要原料,但與同時從煤和石油得到的苯和二甲苯相比,目前的產(chǎn)量相對過剩,因此相當(dāng)數(shù)量的甲苯用于脫烷基制苯或歧化制二甲苯。甲苯衍生的一系列中間體,廣泛用于染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、火炸藥、助劑、香料等精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn),也用于合成材料工業(yè)。甲苯進行側(cè)鏈氯化得到的一氯芐、二氯芐和三氯芐,包括它們的衍生物苯甲醇、苯甲醛和苯甲酰氯(一般也從苯甲酸光氣化得到),在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料,特別是香料合成中應(yīng)用廣泛。甲苯的環(huán)氯化產(chǎn)物是農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料的中間體。甲苯氧化得到苯甲酸,是重要的食品防腐劑(主要使用其鈉鹽),也用作有機合成的中間體。甲苯及苯衍生物經(jīng)磺化制得的中間體,包括對甲苯磺酸及其鈉鹽、CLT酸、甲苯-2,4-二磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、甲苯磺酰氯等,用于洗滌劑添加劑、化肥防結(jié)塊添加劑、有機顏料、醫(yī)藥、染料的生產(chǎn)。甲苯硝化制得大量的中間體,可衍生得到很多最終產(chǎn)品,其中在聚氨酯制品、染料和有機顏料、橡膠助劑、醫(yī)藥、炸藥等方面最為重要。
3國內(nèi)純苯生產(chǎn)狀況、市場簡要分析
3.1焦化純苯國內(nèi)生產(chǎn)狀況 3.1.1酸洗法生產(chǎn)純苯現(xiàn)狀
目前酸洗法生產(chǎn)的純苯主要用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成橡膠、樹脂、染料、溶劑等等,由于酸洗法生產(chǎn)苯工藝落后而且對環(huán)境污染比較嚴(yán)重,目前大城市已逐步的取締和搬遷。國家考慮到人們健康的要求,早已限制酸洗苯在某些領(lǐng)域的使用,國家發(fā)改委也將酸洗法工藝列入了淘汰技術(shù)目錄予以限制,這樣導(dǎo)致了酸洗苯產(chǎn)量的增幅下降。據(jù)有關(guān)資料顯示2003年、2004年、2005年酸洗苯產(chǎn)量分別為47萬噸、52萬噸、55萬噸,2004年比2003年同比增長了10%,2005年比2004年同比增長了6%,增幅明顯下降。但是,酸洗苯在價格方面有很大的優(yōu)勢,下游生產(chǎn)企業(yè)仍在不斷的加大需求以降低生產(chǎn)成本,因此,酸洗苯受下游產(chǎn)品需求的支撐,預(yù)計產(chǎn)量將保持一段平穩(wěn)后,逐步進入下降通道。
2005年我國酸洗工藝產(chǎn)能較大,累計生產(chǎn)能力在88.5萬噸左右,消耗粗苯126萬噸左右。由于酸洗苯銷路不暢導(dǎo)致產(chǎn)量下降,大部分企業(yè)以銷定產(chǎn),裝置負(fù)荷平均不足65%,尤其是山西廠家裝置負(fù)荷更低,平均不足50%,經(jīng)市場實際調(diào)查2005年酸洗苯產(chǎn)量在55萬噸左右,按照工藝計算消耗粗苯在70萬噸左右。上述酸洗苯生產(chǎn)主要集中在全國年產(chǎn)上萬噸的38家加工企業(yè)。實地考察和各種信息顯示2005年國內(nèi)酸洗苯產(chǎn)地分布見下表:
國內(nèi)主要酸洗法焦化純苯生產(chǎn)區(qū)域產(chǎn)能及產(chǎn)量如表3所示。主要區(qū)域 建成產(chǎn)能(萬噸/年)產(chǎn)量(萬噸/年)山西 河北 河南 山東 東北 江蘇
湖南、湖北、四川 內(nèi)蒙 其他(四個大鋼廠和部分小企業(yè))合計 10 5 14 6 14.5 6 2 2 8 88.5 7 3 9 5 9 3.5 1.5 1.5 6 55.5
表3 國內(nèi)主要酸洗法純苯生產(chǎn)區(qū)域能及產(chǎn)量 從上表可以看出酸洗苯生產(chǎn)能力達(dá)到88.5萬噸,而實際產(chǎn)量僅有55.5萬噸,能力明顯過剩。今后幾年除在建的陸續(xù)投產(chǎn)和民間小規(guī)模投資外,不可能有大的裝置投建。另外,酸洗苯2005年消耗粗苯70萬噸左右,占粗苯產(chǎn)量的60%,無論從產(chǎn)量和消耗都占據(jù)著焦化純苯的主導(dǎo)市場。3.1.2加氫法生產(chǎn)純苯現(xiàn)狀
近年來國際石油價格居高不下,帶動了下游產(chǎn)品石油苯價格的不斷攀升,價格由2004年初的5000元/噸左右,上升到最高10500元/噸左右,目前價格在7000元/噸左右。苯加氫工藝生產(chǎn)的純苯,在質(zhì)量上不僅完全達(dá)到了石油苯的技術(shù)指標(biāo)要求,而且價格上也有很大的優(yōu)勢,目前以粗苯為原料的加氫苯生產(chǎn)成本與以石油為原料的石油苯生產(chǎn)成本相比低1600元左右,最高時生產(chǎn)成本相差3500元,高利潤導(dǎo)致了苯加氫工藝的迅猛發(fā)展。而且苯加氫工藝能實現(xiàn)甲苯、二甲苯等化學(xué)品的有效分離,代表了粗苯精制的發(fā)展方向。加氫苯產(chǎn)能、產(chǎn)量,在建項目分布情況見下表:
廠家 山東振興 山東濰焦 上海寶鋼 河北旭陽 山東鋼鐵 太化寶源 菏澤德潤 騰州 盤錦和運 湖北黃石泰華 萬昌焦化 山西誠宏 山西三維 鞍山 巨達(dá)化工 合計
產(chǎn)能(萬噸/年)10 26 10 10 20 5 10 10 5 5 10 20 20 5 115
產(chǎn)量(萬噸/年)10 26 10 10 20 5 10 6.5 5 5 10 20 20 5 115
表4 國內(nèi)主要加氫純苯生產(chǎn)區(qū)域產(chǎn)能及產(chǎn)量
從上表可以看出,加氫苯裝置都在滿負(fù)荷運行,2005年、2006年產(chǎn)能同比增長了38%。2007年新建項目投產(chǎn)后加上原有和2006年投產(chǎn)項目,加氫苯工藝產(chǎn)能達(dá)到60萬噸,與2006年同比增長幅度為155%,按照理論計算2007年僅苯加氫工藝一項消耗粗苯就達(dá)85萬噸,占2007年粗苯產(chǎn)量的48%,截止日前,據(jù)不完全統(tǒng)計建成產(chǎn)能115萬噸,同時重慶佐能10萬噸苯加氫項目、河南順成8萬噸/年苯加氫項目、天津天鐵10萬噸/年苯加氫項目、寧夏億能公司5萬噸/年苯加氫項目目前在建,建成后產(chǎn)能將突破400萬噸。苯加氫工藝的發(fā)展迅速,必將快速擠占酸洗工藝的焦化純苯市場。2011年,全國粗苯產(chǎn)量增加到250萬噸,原料嚴(yán)重不足,導(dǎo)致企業(yè)之間競爭更加激烈,但七臺河市粗苯產(chǎn)量18萬噸,原料供給有絕對優(yōu)勢。3.2焦化純苯市場簡要分析
從純苯的市場需求來看,酸洗純苯的主要用于生產(chǎn)順酐、氯化苯、苯酚、溶劑等等??紤]到酸洗純苯的質(zhì)量和價格,大部分下游生產(chǎn)廠在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的情況下和加氫苯、石油苯摻和使用,因此酸洗純苯的產(chǎn)量取決于下游生產(chǎn)廠的產(chǎn)量,因酸洗純苯和加氫純苯、石油苯在價格上相差1000多元以上,最高時相差2500元,這樣的價格優(yōu)勢和使用范圍使酸洗純苯存在一定的市場空間。加氫純苯由于質(zhì)量與石油苯相同,產(chǎn)量僅占石油苯產(chǎn)量的5%,再加上加氫純苯的價格優(yōu)勢,從目前來看市場前景非常好。另外,從我們所掌握的信息測算,加工一噸酸洗純苯可獲利500元左右,而加工一噸加氫純苯可獲利在1500元以上。因此,價格上的優(yōu)勢和良好的市場前景決定了苯加氫工藝的發(fā)展勢頭。
作為占據(jù)消費純苯50%左右的苯乙烯市場,近年來國內(nèi)消費量年增長率一直在20%以上,雖然產(chǎn)能和產(chǎn)量不斷增加,但仍不能滿足國內(nèi)市場需求。2009年我國苯乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到401.4萬噸/年,產(chǎn)量約235.9萬噸,進口量364.5萬噸,出口量0.78萬噸,對外依存度高達(dá)43%。近期保持一個中期盤整的格局,但需求較為穩(wěn)定,因此給純苯市場以穩(wěn)定支撐。另外幾大消費品種如苯胺、苯酚、硝基氯苯、順酐等,各產(chǎn)品環(huán)比漲幅在4%~10%,市場向好趨勢明顯,對純苯需求量明顯增長。
焦化純苯市場價格呈現(xiàn)逐年上漲趨勢。在上世紀(jì)末,市場供需平衡,純苯走勢不溫不火。進入21世紀(jì)后,隨著石油價格的上升,純苯價格也在緩慢上漲。從2004年開始,隨著化工行業(yè)新一輪的上升周期,國際石油價格猛漲,國內(nèi)能源價格不斷攀升,純苯價格走出了一輪快速飚升的行情。酸洗純苯價格2004年一年間就由4000元上升到了8700元。加氫純苯價格2004年一年間就由5000元上升到了10100元。一年時間就成倍上漲。從2005年4月份以后,純苯的價格經(jīng)過反復(fù)振蕩之后,已有所回落,2005年末和2006年初酸洗純苯價格穩(wěn)定在4800元以上,加氫純苯價格穩(wěn)定在6100元以上??v觀近年來酸洗純苯價格走勢,從4000元左右到目前的5500元左右,加氫純苯從5000元上升到目前的7000元,其間雖有漲有跌,但總體上走的是一條逐年上漲的趨勢.在未來的三到五年,國際國內(nèi)將迎來一個能源高價格時代,煤炭、石油這些不可再生的能源價格都上漲到一個較高的價位,將直接導(dǎo)致焦化純苯的成本升高;產(chǎn)量雖然增長,需求也將同步增大,很難出現(xiàn)供應(yīng)過剩;另外,石油苯價格將隨著石油價格在高位運行,也牽引焦化純苯價格不會大幅走低。
4工藝技術(shù)方案簡介
4.1粗苯加氫技術(shù)方案簡介
焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法,由于該工藝存在脫硫效率低、芳烴損失高、產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高、副產(chǎn)酸焦油和殘渣處理難度大等問題,造成了不可避免的環(huán)境污染。隨著我國有機化工高端產(chǎn)品的迅速發(fā)展,對原料質(zhì)量的要求也越來越高,酸洗法所得的芳烴產(chǎn)品質(zhì)量已無法滿足高端化工產(chǎn)品生產(chǎn)的需求,在發(fā)達(dá)國家早已被淘汰。我國一些企業(yè)相繼開發(fā)了粗苯催化加氫精制工藝,所得焦化苯的品質(zhì)已經(jīng)有了很大提高,已能完全替代石油苯。目前,國外采用的粗苯加氫精制工藝按反應(yīng)溫度區(qū)分有高溫法(600~630℃)和低溫法(320~380℃)兩種。低溫法主要以美國的Axens低溫氣液兩相加氫技術(shù)和德國的Uhde低溫氣相加氫技術(shù)為代表。高溫法主要以胡德利開發(fā)、日本旭化成應(yīng)用于粗苯加氫的高溫?zé)崃呀夥ㄉa(chǎn)純苯的Litol法技術(shù)為代表。
我國從20世紀(jì)70年代就開始從事焦化粗苯加氫精制工藝的研究與開發(fā),并開發(fā)成功了中溫加氫法和低溫加氫法。90年代后,寶鋼一期及河南神馬先后引進了日本的Litol法高溫加氫技術(shù),石家莊焦化廠等企業(yè)引進了德國Uhde低溫催化加氫、N-甲酰嗎啉溶劑萃取法(KK法)工藝技術(shù)。目前,浙江美陽國際石化醫(yī)藥工程設(shè)計有限公司在吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)的實際經(jīng)驗,開發(fā)成功的氣相加氫技術(shù)已在山西太化投產(chǎn)。4.2建議工藝方案流程 4.2.1低溫法粗苯催化加氫
低溫加氫精制工藝是在低溫(反應(yīng)溫度280~350℃)、低壓(2.4MPa)、催化劑(Co-Mo和Ni-Mo)作用下進行的催化加氫過程,將經(jīng)脫重裝置后輕苯中的烯烴、環(huán)烷烴、硫化物、氮化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的飽和烴,通過萃取蒸餾法將芳烴和非芳烴分離, 再經(jīng)精餾可得到高質(zhì)量的苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。其工藝流程見圖1。
圖1 低溫苯加氫工藝流程圖
4.2.1高溫法粗苯催化加氫
高溫加氫精制工藝是在高溫(620℃)、高壓(5.5 MPa)、催化劑(Co-Mo和Cr2O3-Al2O3)作用下進行的氣相催化兩段加氫技術(shù),可將輕苯中的烯烴、環(huán)烷烴、硫化物、氮化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的飽和烴,苯的同系物進行加氫和脫烷基反應(yīng),經(jīng)精餾提取高純度的苯產(chǎn)品,苯的回收率可高達(dá)114%。值得說明的是由于高溫催化加氫脫除的烷基可制氫作為氫源,故不需要外界提供氫氣,其工藝流程見圖2。
圖2 高溫加氫工藝流程圖
5項目實施的經(jīng)濟效益和社會效益簡要分析
5.1項目實施的經(jīng)濟效益
粗苯加氫所得的焦化苯要比石油苯成本低1500元/噸左右,所以焦化粗苯精制的利潤空間大大的提升,焦化粗苯精制已具有極大的競爭力。
本項目建成后,年處理粗苯5萬噸,按目前市場高純苯、甲苯、二甲苯及加氫項目副產(chǎn)品的價格計算,預(yù)計年銷售收入3.32億元(詳見表5),生產(chǎn)成本約2.57億(詳見表6),年銷售收入稅金及附加2660萬元,預(yù)計可實現(xiàn)利潤4683萬元。
經(jīng)估算,本項目總投資1.7億元,按上述年利潤計算,投資回收期為3.6年。苯加氫項目預(yù)計年銷售收入如下: 產(chǎn)品 高純苯 高純甲苯 二甲苯 非芳烴 C8-C9+餾分 重苯 合計
產(chǎn)量(噸/年)
35400 7560 1940 1060 1000 3000
單價(元/噸)
7000 7200 7000 4500 3400 2700
銷售收入(萬元)
24780 5443 1358 477 340 810 33208
表5 5萬噸/年苯加氫項目年銷售收入估算
5萬噸/年苯加氫項目主要生產(chǎn)成本估算如下:
序號 項目名稱
單位
年耗
單價(元)
成本(萬元)1 1.1 2 3 4 5 6 原材料 粗苯 燃料及動力 人員工資 管理費 設(shè)備折舊 年總成本
噸
人
50000
4300
30000
21500 21500 2500 120 29 1536 25685
表6 成本估算表
5.2項目實施的社會效益
從目前情況看,該項目的社會效益,主要體現(xiàn)在如下方面:
1、本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策,有利于優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,增加人民收入。
2、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該項目所需建材、原料、包裝及服務(wù)均可在當(dāng)?shù)亟鉀Q,有利于促進建材、機械、建筑、包裝、運輸、服務(wù)等多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,激活相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè),加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和社會進步。
3、增加就業(yè)機會。在項目的建設(shè)過程中,可直接為建筑、安裝部門提供就業(yè)機會,并間接為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供就業(yè)機會;項目建成后,所需工人從當(dāng)?shù)卣衅福至髁水?dāng)?shù)剞r(nóng)村剩余勞動力,緩解社會就業(yè)壓力,一定程度上維護了社會和諧穩(wěn)定。
4、促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。項目正常生產(chǎn)后,預(yù)計年上繳稅金2660萬元,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展將發(fā)揮重要作用。
5、該項目的建設(shè),可為建設(shè)單位帶來可觀的經(jīng)濟效益。裝置建成后,可以促進粗苯處理工藝由酸洗法為主向加氫精制法轉(zhuǎn)化的總趨勢,集中處理粗苯資源,具有顯著的社會環(huán)保意義。
第二篇:1萬噸年喹啉項目建議書
1萬噸/年喹啉項目建議書
1項目背景 1.1項目名稱
喹啉項目
1.2項目建設(shè)規(guī)模
建設(shè)規(guī)模:1萬噸/年
1.3項目建設(shè)地址
黑龍江省七臺河新興煤化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū)
1.4項目提出背景
2011年七臺河市焦炭產(chǎn)能達(dá)到1000萬噸,可以產(chǎn)生總量為25億立方米的剩余煤氣、45萬噸煤焦油、12萬噸粗苯。如果從黑龍江省范圍考慮,按黑龍江省焦炭產(chǎn)量1500萬噸計算,可以產(chǎn)生37.5億立方米剩余煤氣、67.5萬噸煤焦油、18萬噸粗苯。已經(jīng)具備了向產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)上深度開發(fā)的條件。目前生產(chǎn)的多數(shù)是化工的基礎(chǔ)原料,是化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)產(chǎn)品,是精細(xì)化工產(chǎn)品的“糧食”。要改變現(xiàn)有“只賣原糧”的局面,只有向精細(xì)化工領(lǐng)域邁進。
七臺河市煤化工產(chǎn)業(yè)下步發(fā)展要繼續(xù)以建立完善循環(huán)經(jīng)濟體系為重點,按照“穩(wěn)煤、控焦、興化”的總體發(fā)展思路,依托煤焦油、焦?fàn)t剩余煤氣、粗苯這三條線,整合資源、集中優(yōu)勢,繼續(xù)尋求延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,搞好資源綜合利用和延伸轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)資源循環(huán)利用、綜合開發(fā)、高效增值,不斷擴大煤化工產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模,形成全市工業(yè)經(jīng)濟加快發(fā)展新的增長極。
新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi),園區(qū)現(xiàn)有面積約4.7平方公里,一期增加2.9平方公里,達(dá)到7.6平方公里;二期將長興鄉(xiāng)馬鞍村整村搬遷至長興村,增加5.5平方公里,總體達(dá)到13.1平方公里;三期增加8.7平方公里,最終園區(qū)面積將達(dá)到21.8多平方公里,新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個以煤焦化及下游產(chǎn)品為主體的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。園區(qū)功能齊備,水、電、路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本到位。
基于上述政策和資源條件,提出一系列煤焦油項目,1萬噸/年喹啉項目是其中之一。
2產(chǎn)品性質(zhì)與用途概述 2.1產(chǎn)品的理化特性
喹啉是吡啶與苯并聯(lián)的化合物。他有兩種并合方式,分別稱為喹啉和異喹啉。存在于煤焦油和骨焦油中,由煤焦油制得的粗喹啉約含4%的異喹啉。金雞納堿在蒸餾時產(chǎn)生喹啉。喹啉是無色液體,具有特殊氣味。凝固點-15.6℃,沸點238℃,相對密度1.0929(20/4℃)。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。異喹啉的熔點26.5℃,沸點242.2℃(743毫米汞柱),密度1.0986克/厘米3(20℃),其氣味與喹啉完全不同。二者都具有堿性,異喹啉比喹啉堿性更強,都可以與強酸生成鹽,如苦味酸鹽和重鉻酸鹽;與鹵代烷形成四級銨鹽等。
喹啉的芳香性很強,苯環(huán)部分容易在5、8兩位上發(fā)生親電取代反應(yīng),例如在硝化或磺化時,產(chǎn)生5-和8-硝基和磺基喹啉。吡啶環(huán)穩(wěn)定,在氧化時,苯環(huán)被破壞,而吡啶環(huán)不變。異喹啉的性質(zhì)與喹啉近似,硝化和磺化在苯環(huán)的5位上發(fā)生,親核反應(yīng)則在1位上發(fā)生,如與氨基鈉反應(yīng),生成1-氨基異喹啉,而喹啉在2位上氨基化。工業(yè)上常用喹啉的酸性硫酸鹽溶于乙醇,而異喹啉的酸性硫酸鹽則不溶的性質(zhì)來分離。
2.2產(chǎn)品的用途
喹啉是一種重要的精細(xì)化工原料,主要用于合成醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥和多種化學(xué)助劑。
醫(yī)藥工業(yè)中,許多喹啉化合物都是重要醫(yī)藥中間體,而且近幾年來許多含喹啉環(huán)的新型藥物被不斷開發(fā)出來,喹啉本身最初也是從抗瘧藥物奎寧經(jīng)過蒸餾而得到。主要應(yīng)用合成抗瘧藥物,如補瘧喹、磷酸氯喹、磷酸伯胺喹和胺酚喹啉等;解熱鎮(zhèn)痛藥物辛可芬;局部麻醉藥物鹽酸地布卡因;抗阿米巴病藥喹碘仿、氯碘喹啉、雙碘喹啉等;抗菌素藥物克菌定;由喹啉環(huán)及其他雜環(huán)可以合成撲蟯靈和克瀉痢寧;許多取代喹啉N-氧化物都是重要藥物,如4-氨基-5-硝基喹啉N-氧化物有抑制腫瘤生長的左右,甲基喹啉N-氧化物和它的4-硝基-3-氯喹啉衍生物都具有顯著的抗細(xì)菌和抗真菌藥效,美國新開發(fā)的強抗菌劑Utibid就是一種喹啉酮化合物。
染料工業(yè),以喹啉及喹啉衍生物可以合成酸性染料黃
3、直接黃
22、溶劑黃33和Palanil黃3G,這些品種都是黃色染料的主導(dǎo)品種;喹啉類花青染料目前仍是彩色照相的重要光敏物質(zhì),不同數(shù)量的喹啉環(huán)組成,可使光的敏感區(qū)域從紫外光到紅外光或其中任意一段;喹啉經(jīng)過硝化、還原得到氨基喹啉,主要用于紡織品染色輔助劑和毛發(fā)、毛皮染色劑。食品飼料添加劑工業(yè),喹啉氧化可以得到煙酸,煙酸是一種重要的維生素,可以合成多種煙酸系藥物,如煙酸胺、強心劑、興奮劑等,除了合成多種藥物外,還廣泛應(yīng)用作食品和飼料添加劑,近年來國內(nèi)煙酸發(fā)展非常迅速。
農(nóng)藥工業(yè),喹啉許多衍生物為重要的農(nóng)藥品種,如7-氯喹啉N-氧化物可作為谷物種植中闊葉雜草的除草劑;取代8-氨基喹啉具有植物性毒素活性,可以制備除草劑;由N-取代的二硫化氨基甲酸的喹啉酯制得除草劑,活性可與2,4-D相比較,而且毒性和殘留性較低;氨基甲酸的喹啉酯、喹啉-8-羧酸衍生物及其鹽都具有較好殺蟲性能;8-羥基喹啉的銅鹽是非常有效的殺菌劑。
抗氧化劑,大多數(shù)含喹啉環(huán)的抗氧化劑都是1,2-二氫喹啉的衍生物,多種1,2-二氫烷基喹啉都是國內(nèi)外早已生產(chǎn)與應(yīng)用的優(yōu)良抗氧劑,可以作為抗臭氧化劑、防老劑應(yīng)用于橡膠加工業(yè)中,也可以用作食品抗氧劑及潤滑油添加劑等,如目前全球橡膠抗氧化劑三大主導(dǎo)品種之一的橡膠防老劑RD就是含有喹啉環(huán)結(jié)構(gòu)。
化學(xué)助劑,喹啉及其衍生物可以作為多種助劑,如喹啉及其衍生物的N-氧化物,都能作為配位體和許多金屬離子形成絡(luò)合物,作為重要的分析化學(xué)試劑使用;多種喹啉化合物可作為緩蝕劑,如在水泥中加入喹啉或其鉻酸鹽,可以防止混凝土中鋼筋腐蝕,金屬采用8-羥基喹啉可以抑制或減緩其腐蝕;汽車抗凍液中加入2-氯喹啉、4-氨基喹啉、8-硝基或羥基喹啉作為緩蝕劑效果明顯;喹啉衍生物作為催化劑在多種石油工業(yè)合成中應(yīng)用,如喹啉的鋰絡(luò)合物可作為丙烯醛和甲基丙烯醛的1,4加成聚合的催化劑。
其他方面,喹啉及其衍生物和同系物,都是很好的溶劑和萃取劑,特別是稠環(huán)芳香化合物的溶劑;喹啉衍生物可作為發(fā)光體與四溴化碳制成感光層,是非常理想的感光材料;喹啉及其衍生物在電鍍、金屬提取與冶煉行業(yè)應(yīng)用也非常廣泛。隨著喹啉化合物應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸開拓,喹啉系列化合物研究開發(fā)與生產(chǎn)具有良好市場前景。
3國內(nèi)喹啉生產(chǎn)狀況、市場簡要分析 3.1國內(nèi)外生產(chǎn)狀況
工業(yè)上,喹啉及其衍生物主要從煤焦油洗油中提取或催化法化學(xué)合成。煤焦油洗油提取是工業(yè)生產(chǎn)喹啉的傳統(tǒng)方法,煤焦油通過酸、堿處理,以及精餾提純或重結(jié)晶等一系列步驟,可以生產(chǎn)喹啉。催化法化學(xué)合成通常以苯胺或鄰氨基苯甲醛等芳胺類化合物為起始原料,與α,β-不飽和醛或銅(或其他試劑)發(fā)生Michael加成等一系列反應(yīng)可得到喹啉類化合物。這類方法包括Skraup法、Doebner-Von Miller法和Friedlander法等。
煤焦油洗油中提取分餾的喹啉,不可避免地含有吲哚等雜質(zhì),喹啉含量一般在97%以下,而化學(xué)合成法制備的喹啉,雜質(zhì)含量少,產(chǎn)量高,喹啉含量最高可達(dá)99%。據(jù)調(diào)查,我國85%以上的喹啉由煤焦油洗油原料生產(chǎn),不到15%的喹啉來自于化學(xué)合成法生產(chǎn)。
洗油是煤焦油的制品之一,約占煤焦油的6.5%~10%,是一種復(fù)雜的混合物,富含喹啉、異喹啉、吲哚、α-甲基萘、β-甲基萘、聯(lián)苯、二甲基萘、苊、氧芴和芴等寶貴的有機化工原料。近年來,隨著我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,煉焦行業(yè)焦炭和副產(chǎn)煤焦油產(chǎn)量都得到快速增長。據(jù)我國煉焦行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2004年,我國煤焦油產(chǎn)量為530萬噸,2005年為656萬噸,2006年為760萬噸,2007年為840萬噸,2008年為822萬噸,2009年增長至883萬噸。我國煤焦油主要用于深加工,還有一部分作為燃料燒掉和少量出口。據(jù)統(tǒng)計,2004年,我國煤焦油深加工量為358萬噸,2005年為368萬噸,2006年為437萬噸,2007年為520萬噸,2008年為508萬噸,2009年為582萬噸,2004~2009年煤焦油深加工量年均增長率為10.2%。
我國自1963年開始生產(chǎn)喹啉,它是隨著煤焦油深加工工業(yè)的發(fā)展而開發(fā)的一種高附加值產(chǎn)品,據(jù)我國煤焦行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,1999年我國有5家喹啉生產(chǎn)廠,總產(chǎn)能1020噸/年,產(chǎn)量778噸/年。
隨著我國洗油深加工技術(shù)的提高,喹啉產(chǎn)能和產(chǎn)量得到快速增長。截至2009年,我國喹啉生產(chǎn)能力17600噸/年,總產(chǎn)量12520噸,開工率71.1%。
2004~2009年我國喹啉產(chǎn)能和產(chǎn)量見表1。
年份 2004
2005 2006 2007 2008
2009
產(chǎn)能/(t/a)5200 8300 11000 13400 15700 17600
產(chǎn)量/t 4330 6560 8510 10610 11730 12520
開工率/% 83.2 79.0 77.4 79.2 74.7 71.1
表1 2004~2009年我國喹啉產(chǎn)能和產(chǎn)量
3.2國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)簡介
截至2009年底,我國200噸/年及以上的企業(yè)大約有12家以上,合計產(chǎn)能為14600噸/年,約占國內(nèi)總產(chǎn)能的83%;合計產(chǎn)量為10520噸,占國內(nèi)總產(chǎn)量的84.0%。喹啉生產(chǎn)能力在200噸/年以下的企業(yè)至少20家以上,由于企業(yè)規(guī)模小、分布較分散,很多企業(yè)都是根據(jù)訂單生產(chǎn),生產(chǎn)時斷時續(xù),有些裝置甚至處于停產(chǎn)狀態(tài),所以難以一一統(tǒng)計,估計這類企業(yè)合計產(chǎn)能約有3000噸/年,占國內(nèi)總產(chǎn)能的17.0%,合計產(chǎn)量為2000噸,占國內(nèi)總產(chǎn)量的16.0%。
我國喹啉主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)量見表2。
生產(chǎn)企業(yè)
上海寶鋼化工有限公司 遼寧鞍鋼焦化廠 萊蕪雅魯生化有限公司
2009 3500 2500 1800
2800 2000 1200
2010 3000 2000 1800
2200 1400 1000
產(chǎn)能/(t/a)產(chǎn)量/t 產(chǎn)能/(t/a)產(chǎn)量/t 上海新明科技發(fā)展有限公司 安陽市寶碩焦油化工有限責(zé)任公司
鞍山貝達(dá)化工有限公司 濰坊琦安達(dá)有限公司 山西天煜煤化有限公司 黃驊市信諾立興煤化工有限公司
上海喹啉化工有限公司 山東先達(dá)化工有限公司 遼寧東顥化工有限公司 開封明陽化工有限責(zé)任公司
其它
合計
1800 0 1000 1000 800 0 700 500 400 400 3000 17400
1300 0 750 600 500 0 500 300 260 200 2000 12410
1800 2700 1000 1000 800 800 700 500 400 400 2500 19400
1300 900 600 700 300 200 400 100 220 200 1800 11320
表2 我國喹啉主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)量
3.3進出口情況
在我國海關(guān),喹啉列在29333990.90(結(jié)構(gòu)上含有一個喹啉或異喹啉環(huán)系(不論是否氫化)的化合物,但未經(jīng)進一步稠合)的稅則號下,此稅號下包括的產(chǎn)品有:喹啉、異喹啉、8-羥基喹啉、8-羥基喹啉酮、1,2,3,4-四氫喹啉、2-甲基喹啉、4-甲基喹啉、4,8-二氯喹啉等。因此,喹啉和其他產(chǎn)品之間的區(qū)別只有靠價格和產(chǎn)品原產(chǎn)地來大致區(qū)分。
根據(jù)調(diào)查和海關(guān)進出口統(tǒng)計,2009年我國喹啉進口量很少,出口量約5100噸。我國喹啉主要出口到印度、東南亞及非洲等國家和地區(qū)。近年來我國喹啉出口量增長迅速,1999年出口量僅為256噸,2002年增長到1000噸,2005年為2700噸,2009年增長到5100噸,約占我國喹啉總產(chǎn)量的35%。2004~2009年我國喹啉進出口情況見表3。
項目 進口量 出口量 2004年 0 1815
2005年 0 2700
2006年 0 3550
2007年 0 4520
2008年 0 4850
2009年 0 5100
表3 2004~2009年我國喹啉進出口情況
3.4喹啉消費情況
喹啉可以合成醫(yī)藥、農(nóng)藥及染料的中間體,具有廣泛的用途。2004年我國喹啉消費量為2515噸,2009年增加到7420噸,2004~2009年均增長率為24.2%。2009年消費結(jié)構(gòu)為:8-羥基喹啉占51.5%;5,6,7,8-四氫喹啉占30.2%,其他18.3%。3.4.1 8-羥基喹啉
工業(yè)喹啉溶于乙醇中,經(jīng)過酸化、磺化、重結(jié)晶和堿熔得到8-羥基喹啉,也可以鄰氨基酚和甘油為原料環(huán)合而成。8-羥基喹啉是重要的有機合成中間體,其二價金屬鹽或與無機酸生產(chǎn)的鹽類是皮革、紡織品、塑料、造紙、涂料等所用的防霉殺菌劑,在農(nóng)業(yè)中用作蔬菜和水果的殺蟲劑和防腐劑等。8-羥基喹啉經(jīng)過碘化、氯化、磺化等反應(yīng)可以制備多種藥物,是鹵化喹啉類抗阿米巴藥物的中間體,如氯碘喹、喹碘方、氯碘那多等,這類藥物通過抑制腸內(nèi)共生菌而發(fā)生抗阿米巴作用,對阿米巴痢疾有效,對腸道外阿米巴原蟲無影響。8-羥基喹啉和脂肪酸鐵鹽可以制成熱記錄紙,是一種利用熱能引起物理化學(xué)變化而形成的可見影像的記錄材料。8-羥基喹啉經(jīng)過溴化、氯化制得5,7-二溴-8-羥基喹啉、5,7-二氯-8-羥基喹啉、5-氯-8-羥基喹啉、5-氯-7-溴-8-羥基喹啉可分別用作分析試劑、防腐抗菌劑、醫(yī)藥和農(nóng)藥等。8-羥基喹啉與光氣發(fā)生酯化反應(yīng)得到氯甲酸-8-喹啉酯,進一步制備氨基甲酸酯類殺蟲劑新品種N-甲基氨基甲酸-8-喹啉酯。
3.4.2 5,6,7,8-四氫喹啉
該產(chǎn)品是頭孢喹瞇中間體,以頭孢噻肟為起始原料,在氮氣保護及三甲基碘硅烷的存在,與5,6,7,8-四氫喹啉發(fā)生取代反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后加入硫酸、乙醇和水的混合溶液,使頭孢喹瞇成碘酸鹽分離出來,在經(jīng)離子交換成硫酸鹽制得頭孢喹瞇。
3.4.3其它
喹啉氧化可以得到煙酸。煙酸是一種重要的維生素,可以合成多種煙酸系藥物,如強心劑、興奮劑等。除了合成多種藥物外,還廣泛應(yīng)用于食品和飼料添加劑,近年來國內(nèi)煙酸發(fā)展非常迅速。
2004~2014年我國喹啉消費情況見表4。
應(yīng)用領(lǐng)域 8-羥基喹啉(噸)
2004年 1205
2008年 3598 1995 1257 6880
2009年 3715 2186 1325 7240
2010年 2014年 3415 2080 1215 6710
4321 2684 1795 8800 5,6,7,8-四氫喹啉(噸)807 其他(噸)503 合計(噸)2515
表4 2004~2014年我國喹啉消費情況及預(yù)測
3.5價格情況及分析
2004年,95%的喹啉均價為9500元/噸,96%的喹啉均價10000元/噸,97%的喹啉均價11000元/噸,98%的喹啉均價13000元/噸,99%的喹啉均價為16000元/噸;2005年,95%的喹啉均價為10300元/噸,96%的喹啉均價12800元/噸,97%的喹啉均價14500元/噸,98%的喹啉均價16900元/噸,99%的喹啉均價為20000元/噸;2006年,在國際原油價格不斷上漲的背景下,石油化工原料成本不斷攀高,導(dǎo)致國內(nèi)許多燃料和重油用戶紛紛轉(zhuǎn)用煤焦油。同時,我國焦炭市場整體疲軟,許多焦化廠為減少虧損不得不延長結(jié)焦時間,有的甚至熄火停產(chǎn),煤焦油產(chǎn)量減少價格上升,帶動煤化工產(chǎn)品市場一路走強,喹啉價格急劇上漲,95%的喹啉均價為19500元/噸,96%的喹啉均價23000元/噸,97%的喹啉均價26000元/噸,98%的喹啉均價28000元/噸,99%的喹啉均價為31000元/噸。2007年,在原材料價格不斷上升、下游需求領(lǐng)域不斷拓寬以及需求不斷增加的背景下,我國喹啉價格繼續(xù)小幅度上漲,95%的喹啉均價為23000元/噸,96%的喹啉均價27000元/噸,97%的喹啉均價29000元/噸,98%的喹啉均價34000元/噸,99%的喹啉均價為37000元/噸。2008年基本維持上年的價格,但從2008年底開始,我國喹啉價格迅速攀升,至2009年6月至最高點,95%的喹啉均價為43000元/噸,96%的喹啉均價47000元/噸,97%的喹啉均價54000元/噸,98%的喹啉均價63000元/噸,99%的喹啉均價為70000元/噸,此后我國喹啉基本維持此價格保持不變。從2010年6月開始,我國喹啉價格大幅下降,到10月95%的喹啉均價為12000元/噸,96%的喹啉均價14000元/噸,97%的喹啉均價17000元/噸,98%的喹啉均價19000元/噸,99%的喹啉均價為22000元/噸。
洗油作為喹啉的原料,其價格與煤焦油價格息息相關(guān)。未來幾年,隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)進程的加快,我國鋼鐵產(chǎn)量仍將穩(wěn)步增長。另外隨著我國煤焦油深加工裝置的規(guī)?;图庸ぜ夹g(shù)的不斷進步,我國洗油的資源量將會增加。
未來幾年,我國醫(yī)藥和農(nóng)藥中間體等下游領(lǐng)域?qū)︵男枨笤鲩L趨緩,隨著國內(nèi)喹啉供應(yīng)量的增加,國內(nèi)喹啉市場競爭趨于激烈。預(yù)計2012~2014年,我國喹啉的價格將會有一定程度的上漲。
4工藝技術(shù)方案簡介 4.1喹啉生產(chǎn)技術(shù)簡介
喹啉的常用制法是斯克洛普合成法,但這種方法復(fù)雜,費用昂貴,且不能滿足工業(yè)的需要。喹啉是煤焦油洗油餾分中所含的吡啶堿性物質(zhì),質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為洗油的3%~5%。目前,洗油主要用于焦?fàn)t煤氣的苯吸收劑、燃料油或制炭黑等,使這部分寶貴資源白白浪費。從洗油中提取喹啉,比合成法成本大大降低。因此,從煤焦油中提取喹啉是有市場需求和開發(fā)前景的。
國內(nèi)外從洗油中提取喹啉的方法大都是化學(xué)法或鹽液萃取法。洗油中有中性、弱酸性、弱堿性三類物質(zhì),喹啉及其同系物屬弱堿性物質(zhì)。洗油經(jīng)稀硫酸洗滌后,得到硫酸喹啉,溶于水中,與洗油分離,再用氨分解,分離出來的粗喹啉用高效精餾塔精餾,得到工業(yè)喹啉產(chǎn)品。從工業(yè)喹啉中制取精喹啉的方法主要有磷酸鹽法、硫酸鹽法、鹽酸-苯逆流萃取法、絡(luò)合法、沸石吸收法等。以上方法均需要硫酸、氨水等其他物質(zhì),消耗較大,有副產(chǎn)物的生成,同時還會造成洗油中其他物質(zhì)如吲哚等的損失,且步驟較多,污染嚴(yán)重,所得喹啉的純度只有95%~97%。
4.2建議工藝方案流程
洗油中的喹啉、異喹啉、甲基喹啉和甲基萘沸點接近,相對揮發(fā)度也接近,采用直接精餾法,只能得到以某一種或兩種物質(zhì)為主的混合物,不能夠?qū)⑵溆行У耐耆蛛x。乙二醇可以分別和甲基萘、喹啉 及其衍生物共沸,且共沸溫度相差較大,所以用乙二醇與甲基萘餾分共沸可進一步將喹啉分離出來。
本項目推薦采用的方法是先將洗油精餾得到富含喹啉的甲基萘餾分(即喹啉餾分),由甲基萘餾分與乙二醇共沸精餾制取喹啉,最后回收乙二醇。
4.2.1工藝流程
本項目的工藝流程圖見圖1。
乙二醇 加水
洗油 精餾 甲基萘餾分 共沸精餾 喹啉餾分 析出 喹啉
圖1工藝流程圖
在回流比為10:1的條件下對洗油進行精餾,切取不同溫度段的甲基萘餾分,結(jié)果見表5。溫度段/℃ 220餾分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
22.5 10.2
甲基萘餾分的成分及含量/% 喹啉
1-甲基萘 7.2
2-甲基萘 59.6
2-甲基 異喹喹啉 2.1 2.7
啉 3.2 3.1
聯(lián)苯 吲哚--
表6 不同條件下甲基萘餾分與乙二醇的共沸精餾的結(jié)果 流比為10:1的條件下進行共沸精餾,切取188.4~188.8℃的餾分,加水,液體分層,分離可得到純度98.5%的喹啉,收率為55.1%。
5項目實施的經(jīng)濟效益和社會效益簡要分析 5.1項目實施的經(jīng)濟效益分析
本項目建成后,年生產(chǎn)喹啉1萬噸,按目前市場喹啉20000元/噸價格計算,預(yù)計年銷售收入2.0億元,生產(chǎn)成本約1億(詳見表7),年銷售收入稅金及附加1600萬元,預(yù)計可實現(xiàn)利潤8400萬元。
本項目總投資1.2億元,按上述年利潤計算,投資回收期為1.4年(不含建設(shè)期)。序號 1 1.1 1.2 2 3 4 5 6 項目名稱 原材料 洗油 乙二醇 燃料及動力 人員工資 管理費 設(shè)備折舊 年總成本
單位
噸 噸
人
年耗
18150 3000
單價(元)
3600 7000
30000
成本(萬元)
8634 6534 2100 400 45 15 600 9694
表7 生產(chǎn)1萬噸喹啉成本估算
5.2項目實施的社會效益分析
從目前情況看,該項目的社會效益,主要體現(xiàn)在如下方面:
1、本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策,有利于優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,增加人民收入。
2、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該項目所需建材、原料、包裝及服務(wù)均可在當(dāng)?shù)亟鉀Q,有利于促進建材、機械、建筑、包裝、運輸、服務(wù)等多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,激活相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè),加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和社會進步。
3、增加就業(yè)機會。在項目的建設(shè)過程中,可直接為建筑、安裝部門提供就業(yè)機會,并間接為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供就業(yè)機會;項目建成后,所需工人從當(dāng)?shù)卣衅?,分流了?dāng)?shù)剞r(nóng)村剩余勞動力,緩解社會就業(yè)壓力,一定程度上維護了社會和諧穩(wěn)定。
4、促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。項目正常生產(chǎn)后,預(yù)計年上繳稅金1600萬元,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展將發(fā)揮重要作用。
5、該項目的建設(shè),可為建設(shè)單位帶來可觀的經(jīng)濟效益。
第三篇:1萬噸年苯酚項目建議書
1萬噸/年苯酚項目建議書
1項目背景 1.1項目名稱
苯酚項目 1.2項目建設(shè)規(guī)模
建設(shè)規(guī)模:1萬噸/年 1.3項目建設(shè)地址
黑龍江省七臺河新興煤化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū) 1.4項目提出背景
2011年七臺河市焦炭產(chǎn)能達(dá)到1000萬噸,可以產(chǎn)生總量為25億立方米的剩余煤氣、45萬噸煤焦油、12萬噸粗苯。如果從黑龍江省范圍考慮,按黑龍江省焦炭產(chǎn)量1500萬噸計算,可以產(chǎn)生37.5億立方米剩余煤氣、67.5萬噸煤焦油、18萬噸粗苯,已經(jīng)具備了向產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)上深度開發(fā)的條件。目前生產(chǎn)的多數(shù)是化工的基礎(chǔ)原料,是化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)產(chǎn)品,是精細(xì)化工產(chǎn)品的“糧食”。要改變現(xiàn)有“只賣原糧”的局面,只有向精細(xì)化工領(lǐng)域邁進。
七臺河市煤化工產(chǎn)業(yè)下步發(fā)展要繼續(xù)以建立完善循環(huán)經(jīng)濟體系為重點,按照“穩(wěn)煤、控焦、興化”的總體發(fā)展思路,依托煤焦油、焦?fàn)t剩余煤氣、粗苯這三條線,整合資源、集中優(yōu)勢,繼續(xù)尋求延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,搞好資源綜合利用和延伸轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)資源循環(huán)利用、綜合開發(fā)、高效增值,不斷擴大煤化工產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模,形成全市工業(yè)經(jīng)濟加快發(fā)展新的增長極。
新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi),園區(qū)現(xiàn)有面積
約4.7平方公里,一期增加2.9平方公里,達(dá)到7.6平方公里;二期將長興鄉(xiāng)馬鞍村整村搬遷至長興村,增加5.5平方公里,總體達(dá)到13.1平方公里;三期增加8.7平方公里,最終園區(qū)面積將達(dá)到21.8多平方公里,新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個以煤焦化及下游產(chǎn)品為主體的產(chǎn)業(yè)園區(qū),園區(qū)功能齊備,水、電、路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本到位。
基于上述政策和資源條件,提出一系列煤焦油項目,1萬噸/年苯酚項目是其中之一。2產(chǎn)品用途與性質(zhì)概述 2.1苯酚的性質(zhì)
苯酚又名石炭酸,分子式C6H6O,無色針狀結(jié)晶或白色熔塊,熔點43℃,易溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油和二硫化碳,溶于水,不溶于石油醚,具特殊氣味,有腐蝕性。苯酚是一種重要的有機化工原料,主要用于生產(chǎn)酚醛樹脂、己內(nèi)酰胺、雙酚A、水楊酸、苦味酸、己二酸、酚酞和乙酰替乙氧基苯胺等化工產(chǎn)品,還可用作溶劑和消毒劑,在化工原料、合成纖維、塑料、合成橡膠、農(nóng)藥、染料、涂料、醫(yī)藥、香料及煉油等工業(yè)中有著廣泛的用途。2.2苯酚的用途
苯酚與甲醛縮聚可得到酚醛樹脂,酚醛樹脂應(yīng)用廣泛,例如澆鑄酚醛樹脂可用于制造齒輪等機械零部件;殼模酚醛樹脂可用于鑄造模芯和砂輪;浸漬用酚醛樹脂用于層壓板和各種酚醛玻璃鋼制品;涂料用酚醛樹脂可用于油漆和涂料。各種酚醛模塑粉廣泛用于制造各種電器、儀表機殼和零件以及瓶蓋、鈕扣等日用品。酚醛樹脂經(jīng)過改性以后用途更為廣泛,例如糠醇改性酚醛樹脂的特點是耐酸、耐堿、耐油性能好,電氣性能優(yōu)良,適于作電氣絕緣材料。尼龍改性酚醛樹脂、丁腈橡膠改性酚醛樹脂、聚氯乙烯改性酚醛樹脂、三聚氰胺改性酚醛樹脂等都具有某種優(yōu)良的性能,適用于電氣、儀表、機電、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)。采用無機材料也可以對酚醛樹脂進行改性,如酚醛石棉模塑料可用于制造各種汽車的剎車片、離合器片等。
以苯酚為原料可以生產(chǎn)已內(nèi)酰胺,己內(nèi)酰胺絕大部分用于生產(chǎn)聚酰胺,包括聚酰胺纖維(或稱為錦綸6)和塑料(俗稱尼龍6)。
在酸性催化劑作用下苯酚與丙酮縮合生成雙酚A。雙酚A是需求量增長最快的苯酚衍生物,主要用于生產(chǎn)多種高分子材料,如聚碳酸酯、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酸樹脂、還可用作聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑、橡膠防老劑、農(nóng)用殺蟲劑、油漆油墨抗氧劑、增塑劑、紫外線吸收劑、四溴雙酚A(目前應(yīng)用較廣的一種阻燃劑)等,是很有發(fā)展前途的重要基本有機化工原料之一。
以苯酚和甲醛為原料,在酸催化劑作用下反應(yīng)可生成雙酚 F。雙酚F與環(huán)氧氯丙烷縮合可以得到雙酚F型環(huán)氧樹脂,該樹脂粘度低,可以用作襯里材料、地板材料、浸漬材料和層壓材料等。
由苯酚直接磺化可以制備雙酚S。雙酚S與雙酚A結(jié)構(gòu)相似,用途也相近。另外雙酚S還可以作為添加劑加入多種樹指中以改善其性能,也可用于制造彩色攝影材料、照相反差增強劑、熱敏記錄材料的呈色劑、表面活性劑、高效除臭劑和鞣革劑等。
苯酚和乙酰丙酸反應(yīng)生成雙酚酸。雙酚酸主要用于生產(chǎn)各種合成樹脂,水溶性濾油紙樹脂、電泳漆、亮光油墨樹脂和涂料。
苯酚與甲醇反應(yīng)可以生成2,6-二甲基苯酚。2,6-二甲基苯酚是生產(chǎn)工程塑料聚苯醚(PPO)的原料,PPO是一種性能優(yōu)良的工程塑料。
苯酚和異丁烯進行反應(yīng)時可生成叔丁基酚。叔丁基苯酚和甲醛在堿性催化劑作用下縮合可得到酚醛樹脂,叔丁基苯酚亦可作為香料的原料等。
在酚鋁催化劑作用下,苯酚與丙烯進行烷基化反應(yīng)可制得鄰異丙基苯酚,鄰異丙基苯酚是氨基甲酸酯類殺蟲劑葉蟬散的中間體。
苯酚和壬烯(丙烯三聚體)反應(yīng)生成壬基酚。壬基酚是最重要的烷基酚產(chǎn)品之一,主要用來制取壬基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑,廣泛用于合成洗滌劑、造紙、農(nóng)藥、涂料、皮革及紡織等工業(yè)領(lǐng)域。此外壬基酚還可用于制取壬基酚甲醛樹酯、抗氧劑、抗靜電劑及橡膠助劑等。
先由異丁烯制得辛烯,再由辛烯與苯酚在陽離子交換樹脂的催化作用下反應(yīng)可得到辛基酚。辛基酚和甲醛在堿性催化劑作用下縮合可生成對叔辛基苯酚甲醛樹脂(或稱202樹脂),可用于合成橡膠的硫化,特點是耐熱老化和化學(xué)穩(wěn)定性好。辛基酚和環(huán)氧乙烷在堿性催化劑作用下生成辛基酚聚氧乙烯醚,這是重要的非離子表面活性劑之一,可用作洗滌劑、染色助劑、農(nóng)藥乳化劑、金屬清洗劑等。辛基酚還可用作抗氧劑的原料等。
苯酚和十二烯進行烷基化反應(yīng)可得到十二烷基酚。十二烷基酚主要用于生產(chǎn)十二烷基酚鈣鹽,其次是鎂鹽和鋇鹽,它們可用作潤滑油添加劑,也可用作工業(yè)設(shè)備和金屬加工用油等產(chǎn)品的添加劑。3國內(nèi)外生產(chǎn)狀況及市場簡要分析 3.1國內(nèi)外生產(chǎn)狀況 3.1.1國外生產(chǎn)狀況
2000年隨著一些新裝置的投產(chǎn),世界苯酚生產(chǎn)能力達(dá)到789.4萬噸/年。90%以上的苯酚生產(chǎn)能力和約90%的需求量集中在北美、西歐和亞洲,2000年北美地區(qū)苯酚生產(chǎn)能力約300萬噸/年,占世界苯酚總能力的38%,需求量約250萬噸。亞洲是苯酚需求增長最快的地區(qū),由于苯酚供應(yīng)短缺,也是凈進口地區(qū)。1999年除日本以外的亞洲苯酚需求突升至80萬噸/年,歷史上第一次超過日本的苯酚需求。
近年來世界苯酚生產(chǎn)能力以年均5.5%的速度增加,其中,亞洲、北美增長速度最快,分別高達(dá)8.3%和7.8%。1999~2000年,世界苯酚新增能力121.5萬噸/年,總能力達(dá)到789.4萬噸/年。其中北美地區(qū)就有產(chǎn)能達(dá)75萬噸/年的新裝置投產(chǎn),它們是美國Phenolchemie公司于2000年5月在美國阿拉巴馬州Mobil投產(chǎn)的40萬噸/年的特大型苯酚裝置;Shell公司于2000年1月在得克薩斯州Deer Park投產(chǎn)的22.7萬噸/年的苯酚裝置;Aristech于1999年11月在俄亥俄州的Haverhill地區(qū)投產(chǎn)的11萬噸/年的苯酚裝置,這套裝置的投產(chǎn)使其總產(chǎn)量提高到約43萬噸。除此之外,Sunoco化學(xué)公司也于2000年將位于Philadelphia的苯酚裝置從1.5萬噸/年增加到47萬噸/年。另外,在亞洲,臺塑公司于2000年啟動了位于中國臺灣麥寮的20萬噸/年的苯酚生產(chǎn)線,新加坡三井苯酚公司于2001年8月啟動了20萬噸/年的苯酚裝置;而在歐洲,Enichem集團于2000年5月中旬重新啟動其在意大利Porto Torres的苯酚裝置,使其年產(chǎn)量擴大到18萬噸。Phenolchemie公司是目前世界上最大的苯酚生產(chǎn)企業(yè),該公司2000年的銷售額達(dá)10.5億美元。世界苯酚生產(chǎn)企業(yè)及生產(chǎn)能力情況見表1。
地區(qū) 國家 北美 美國
公司 Shell Chemical Sunoco Chemical Aristech
Phenolchemic
Mount Vernon Phenol Dow Chemical Georgia Gulf
Frontier oil 2 JLM Industries BFG Kalama
Dakota Gasification Merisol Fenoquimia Rhodia
Phenolchemie Caproleuna
裝置地點 Deer Park, TX Philadelpihia Haverhill, OH Mobile, AL Mount Vernon, IN Freeport, TX Plaquemine, LA Pasadena, TX El Dorado, KS Pensacola, FL Kalama, WA Beulah, ND Houston
Cosoleacaque, Veracuz Paulinia Gladbeck Leuna
能力(噸/年)
53.5 47.0 42.8 40.0 34.0 29.5 22.7 7.3 5.0 4.0 3.4 1.6 1.6 4.2 13.0 63.0 13.0
墨西哥 南美 巴西 西歐 德國
其他
意大利
比利時
西班牙
法國
芬蘭
荷蘭 東歐
南非
亞太 日本
中國
臺灣省
新加坡
韓國
印度
EniChem Porto
PhenolChemie Ertisa
Rhune-Poulenc Borealis Polymers DSM Chemicals
Merisol
Mitsui chemicals
Chiba Phenol
Mitsubishi Chemical Nippon Phenol
臺塑 信昌化學(xué)
Mitsui Phenol
Kumho P&B Chemical
Mantova Torres Antwerp
Palos de la Frontera Roussillion Porvoo Botlek
千葉 大阪 千葉 鹿島 戶火田
麥寮 林園
Yeochon
8.0 30.0 18.0 42.0 32.0 15.0 13.0 12.0 48.8 3.0 19.0 20.0 20.0 19.0 12.0 21.0 20.0 12.0 20.0 10.0 6.0
表1 世界苯酚生產(chǎn)企業(yè)及其生產(chǎn)能力
美國、西歐和日本是世界上最主要的三個生產(chǎn)國家和地區(qū)。據(jù)英國《歐洲化學(xué)新聞》報道,北美是世界最大的苯酚市場,該地區(qū)的苯酚產(chǎn)能為300萬噸/年,占世界苯酚總產(chǎn)能的40.6%。最大的苯酚生產(chǎn)廠家為酚化學(xué)公司,產(chǎn)能為145萬噸/年,占世界總產(chǎn)能的19.6%,其次為Shell公司,產(chǎn)能為54.5萬噸/年,占世界總產(chǎn)能的7.4%。
據(jù)美國化學(xué)市場協(xié)會公司(CMAI)酚醛塑料和尼龍中間體研究部研究報告顯示,2004年全球苯酚產(chǎn)能844.6萬噸/年,主要分布在美國、西歐和日本,具體的生產(chǎn)能力分布情況如下:北美300.9萬噸/年,其中:美國296.6萬噸/年,墨西哥4.3萬噸/年;南美16.5萬噸/年,其中:巴西16.5萬噸/年;西歐240萬噸/年,其中:比利時45萬噸/年,芬蘭13萬噸/年,法國11萬噸/年,德國76萬噸/年,意大利48萬噸/年,荷蘭12萬噸/年,西班牙35萬噸/年;東歐41.8萬噸/年;南非3萬噸/年;亞洲242.4萬噸/年,其中:澳大利亞2萬噸/年,中國28.7萬噸/年,印度8.2萬噸/年,日本93萬噸/年,韓國13萬噸/年,新加坡25萬噸/年,中國臺灣72萬噸/年,泰國0.5萬噸/年。3.1.2國內(nèi)生產(chǎn)情況
隨著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,苯酚的生產(chǎn)逐步發(fā)展起來。1952年錦西化工廠開始用磺化堿熔法生產(chǎn)苯酚。1966年蘭州合成橡膠廠建成年產(chǎn)500t異苯法生產(chǎn)苯酚裝置,之后上海高橋化工廠和北京燕山石化公司先后建成萬噸裝置。八十年代燕山石化公司采用日本三井油化技術(shù)建成8萬噸/年級裝置(苯酚為5萬噸/年)。從而使國內(nèi)苯酚生產(chǎn)技術(shù)有新的起步。1970年,我國苯酚的產(chǎn)量為3.15萬噸,1979年上升到7.02萬噸,1989年增長到11.87萬噸,為歷史最高紀(jì)錄,比1980年增長1倍,9年間年均增長率為8.1%。1995年國內(nèi)苯酚生產(chǎn)能力約15.93萬噸/年。其中異丙苯法占51.1%,磺化堿熔法占46.7%,煤焦油法占2.2%。由于磺化堿熔法規(guī)模小、成本高、污染嚴(yán)重,而且隨著國內(nèi)外市場競爭的加劇,終將相繼下馬,逐漸淘汰。90年代中期,吉化集團公司與哈爾濱華宇股份有限公司合計7.5萬噸/年異丙苯法苯酚裝置建成,1999年底上海高橋石油化工公司建成我國生產(chǎn)能力為12萬噸/年的苯酚丙酮生產(chǎn)裝置(苯酚7.5萬噸/年),2000年又將其原4.5萬噸/年的苯酚裝置擴能到6.0萬噸/年,從而使我國苯酚產(chǎn)能有了較大幅度的增加。2000年我國苯酚生產(chǎn)能力達(dá)到34.85萬噸/年,產(chǎn)量約23.6萬~24.6萬噸,其中中國石油天然氣集團公司5萬噸、中國石油化工集團公司17.6萬噸、中國吳華化工集團公司1萬~2萬噸。近幾年我國苯酚產(chǎn)量見表2。
年份 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
產(chǎn)量 10.69 11.14 10.11 10.55 9.70 11.24 10.86 12.10 21.54 19.83 23.60
比上年增長(%)
-9.9 4.2-9.2 4.4-8.1 15× 9-3.4 11.42 78.0-7.93 19.01
表2我國近幾年苯酚產(chǎn)量
目前,在我國采用異丙苯法和磺化法生產(chǎn)苯酚的廠家和生產(chǎn)能力情況見表3。
生產(chǎn)廠名
北京燕山石化二廠 上海高橋石化化工廠 蘭化公司合成橡膠廠 撫順化工五廠 北京燕山石化三廠 吉化染料廠
哈爾濱化學(xué)工業(yè)公司 異丙苯法小計 天津衛(wèi)津化工廠 太原化工廠 包頭第一化工廠 錦西化工總廠 青島油漆廠 南京化工廠 上海染化十一廠 蕪湖木材廠 常州第二化工廠 徐州磷肥廠 南通化工廠
生產(chǎn)能力(萬噸/年)5.0 1.5 0.09 0.3 2.0 5.0 1.5 15.39 0.4 0.8 0.75 1.4 0.9 0.1 0.4 0.15 0.25 0.15 0.1
生產(chǎn)方法 異丙苯法 異丙苯法 異丙苯法 異丙苯法 異丙苯法 異丙苯法 異丙苯法
磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 磺化法 武漢化工原料廠 陜西渭南化工廠 重慶有機化工廠 磺化法小計 合計 0.15 0.2 0.4 6.15 21.54 磺化法 磺化法 磺化法
表3我國苯酚生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力和生產(chǎn)方法
我國苯酚現(xiàn)有大小裝置46套,但經(jīng)常保持運轉(zhuǎn)的僅60%左右,大部分磺化裝置處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)。實際生產(chǎn)能力1999年約25.85萬噸/年,2000年約34.85萬噸/年,其中異丙苯法約占70%以上,主要生產(chǎn)廠家有上海高橋石化公司、北京燕山石油化工(集團)公司、吉化集團公司、哈爾濱華宇股份有限公司等;磺化法約占26%,主要生產(chǎn)廠家有錦西化工總廠、太原化工廠、包頭第一化工廠等;煤焦油精制法能力較小,主要是由各大鋼鐵公司焦化廠生產(chǎn)。上海高橋石化公司目前是國內(nèi)最大的苯酚生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)能力已達(dá)13.5萬噸/年,其次是北京燕山石油化工(集團)公司,目前有2套苯酚生產(chǎn)裝置,一套是由日本三井油化引進的異丙苯法生產(chǎn)技術(shù)年產(chǎn)苯酚5萬噸/年,另一套是在美國UOP公司間甲酚生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上由北京燕山石油化工(集團)公司設(shè)計院設(shè)計改造年產(chǎn)苯酚2.25萬噸/年。
2003年,我國苯酚總年產(chǎn)能力約48萬噸。其中,采用先進的異丙苯法企業(yè)雖然只有4家,但年產(chǎn)能力約38.4萬噸,占國內(nèi)總產(chǎn)能的80%,顯示出規(guī)?;?、新技術(shù)發(fā)展態(tài)勢,主要生產(chǎn)企業(yè)是燕山石化、吉化、哈爾濱華宇、上海高橋石化公司;焦油法苯酚年產(chǎn)能力約3萬噸;采用磺化法的有6家企業(yè),年產(chǎn)能力約7萬噸,但大部分裝置處停產(chǎn)半停產(chǎn)狀態(tài)。隨著國內(nèi)環(huán)保力度不斷加大,磺化法苯酚裝置將會迅速淘汰。
雖然我國苯酚產(chǎn)量增長較快,但還是不能滿足需求的增長,尤其是在近幾年,缺口較大,每年都需大量進口苯酚,以滿足市場需要。我國近幾年苯酚進出口情況見表4。
年份 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2004
進口量(噸)
28400 79500 49902 92644 103916 61877 37197 73825 96932 205273 281248
表4 我國近幾年苯酚進出口量
近幾年我國苯酚需求增長速度較快。2001年需求總量超過40萬噸,產(chǎn)量僅25萬噸;2002年和2003年需求量分別達(dá)到48.72萬噸和64.21萬噸,而產(chǎn)量僅分別為27萬噸和31.95萬噸。據(jù)統(tǒng)計,我國苯酚進口總量已由2000年的9.69萬噸猛增加到2001年的20.52萬噸、2002年的21.75萬噸、2003年的32.20萬噸。3.2苯酚市場分析
出口量(噸)
250 405 375 688 490 248 149 476 2798 354 1578 國外苯酚主要用于生產(chǎn)酚醛樹脂,占總消費量的41%,其次為雙酚A,占總消費量的30%左右。苯酚的需求以每年4%~5%的速度增長。
2004年全球苯酚市場需求達(dá)到748萬噸,其中:40%用于雙酚A的生產(chǎn),28%用于酚醛樹脂的生產(chǎn),12%用于尼龍/KA油,5%用于烷基酚,3%用于聚苯醚,2%用于苯胺,其它用途占10%。
預(yù)計未來5年全球苯酚市場需求將以年均4%~5%的速度快速增長,而美國市場需求將受GDP增長率的限制。2004年苯酚市場強勁的需求和由于原料苯供應(yīng)緊張導(dǎo)致苯酚生產(chǎn)受限兩大原因,促使全球苯酚市場的供應(yīng)非常緊張。2004年美國苯酚裝置的利用率攀升了10%達(dá)到95%。這種供應(yīng)緊張的局面幫助生產(chǎn)商在2004年將苯酚的價格提高了34美分/磅(約750美元/噸),2004年第四季度美國苯酚市場合同價格達(dá)到72美分~78美分/磅(約1590美元~1720美元/噸),這在美國歷史上創(chuàng)下最高紀(jì)錄,比歷史高點超出20美分/磅。同期在歐洲的合同價格也達(dá)到970歐元~1010歐元/噸,而亞太地區(qū)東北亞現(xiàn)貨價格達(dá)到1200美元~1250美元/噸。4工藝技術(shù)方案簡介 4.1技術(shù)方案簡介
為了充分利用七臺河市的煤焦油資源,本項目采用煤焦油加工裝置得到的酚油以及輕油、萘油洗滌脫酚的酚鹽等為原料,提取粗酚,對其進行精制得到酚、鄰甲酚、間甲酚、混甲酚和混合二甲酚等產(chǎn)品。建議工藝方案流程 4.2.1產(chǎn)品方案
參照國內(nèi)現(xiàn)有粗酚加工裝置,加工10000噸苯酚的大致產(chǎn)品方案見表5。序號 1 2 3 4 5 6
產(chǎn)品名稱 苯酚 鄰甲酚 間甲酚 混合甲酚 二甲酚 酚渣燃料油
合計
表5 10000噸/年苯酚加工裝置產(chǎn)品方案
4.2.2工藝流程簡述
1、餾分洗滌
由于酚類化合物帶有酚羥基,具有弱酸性,能同堿反應(yīng)生成酚鈉鹽,因而可用氫氧化鈉水溶液將酚從焦油餾分中萃取出來。工業(yè)上粗酚的提取都是采用10%~15%的氫氧化鈉水溶液洗滌焦油餾分而得到粗酚。理論上每千克粗酚需用100%氫氧化鈉0.4千克,實際上生
產(chǎn)量(噸/年)
10000 3928 10714 2024 1786 7262 35714 產(chǎn)中性酚鈉只需0.36千克。堿洗過程中得到的中性酚鈉,游離堿小于1.5%,含酚20%~25%。
餾分洗滌工藝采用間歇式洗滌工藝,間歇洗滌采用分批在反應(yīng)器內(nèi)處理餾分,工藝操作靈活方便,洗滌次數(shù)和反應(yīng)時間可以靈活掌握,因而國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)均采用間歇式洗滌工藝。本項目采用的間歇式洗滌工藝,流程見圖1。
圖1間歇式洗滌工藝流程
1-洗滌器;2-視鏡;3-凈油槽;4-堿性酚鈉液;5-中性酚鈉液;6-中性硫酸吡啶槽;7-酸性硫酸吡啶槽;8-稀酸槽;9-稀堿槽;10-原料油槽;11-原料泵;12-堿泵;13-酸泵
2、酚鈉溶液凈化
堿洗脫酚后得到中性酚鈉溶液,經(jīng)酚鈉精制以洗去含量約1~3%的中性油、萘和吡啶堿等雜質(zhì)。酚鈉精制工藝有蒸吹法和輕油洗凈法,一般采用蒸吹法。工藝流程見圖2。
圖2 酚鈉蒸吹脫油工藝流程 1-粗酚鈉泵;2-凈酚鈉泵;3-換熱器;4-脫油塔;5-冷凝冷卻器;6-重沸器;7-輕油泵;8-油水分離器;9-吹出油槽;10-重沸器
中性酚鈉溶液依次與脫油塔約110℃的凈酚鈉和塔頂約100℃的餾出物換熱到90℃,進入第一層淋降板,經(jīng)過汽提從塔底得到凈酚鈉。塔底凈酚鈉與原料粗酚鈉換熱后,溫度為70℃,泵入凈酚鈉槽,作為酚鈉分解的原料。經(jīng)與中性酚鈉換熱后的塔頂餾出物進入冷凝器,冷凝器流入分離槽進行油水分離。脫油塔需要的熱量由重沸器循環(huán)加熱塔底油供給,熱源為蒸汽。為了吹出油分離槽油水分離的效果,可將密度較小的焦油輕油加入吹出油中,并用泵進行由吹出油槽到油水分離槽的循環(huán),當(dāng)分離效果較差時,還可以直接向油水分離槽加入新的輕油,以改善油水分離效果。酚鈉溶液經(jīng)蒸吹凈化后,送往下一步分解工序。
3、酚鈉分解
酚鈉鹽屬于強堿弱酸鹽,可以通過采用比酚酸性強的酸將其分解,工業(yè)上一般采用硫酸分解法和二氧化碳分解法。硫酸分解法得到的產(chǎn)品不易磺化,反應(yīng)不激烈,分解完全,煙霧逸出較少,操作環(huán)境較好。但設(shè)備與管道腐蝕嚴(yán)重,且硫酸鈉廢水處理困難。二氧化碳分解法無廢液排放,堿液可循環(huán)使用,只是工藝路線較長,相對于硫酸法較繁瑣。由于二氧化碳可由焦?fàn)t煙道氣或石灰窯中獲得,也看從高爐煤氣燃燒的廢氣中獲得,為充分合理利用資源,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,本項目采用二氧化碳分解法,分解率高,產(chǎn)生的碳酸鈉溶液可用于焦油蒸餾裝置。
來自上步工序的凈酚鈉鹽進入氣泡分解塔中與二氧化碳?xì)怏w并流并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成粗酚和碳酸鈉。
4、粗酚預(yù)處理
主要是脫水脫渣,其目的是為了縮短精餾時間和避免高沸點樹脂狀物熱聚合。其工藝流程如圖3所示。
圖3 粗酚脫水脫渣工藝流程
1-脫水釜;2-脫水填料柱;3-冷卻器;4-油水分離器;5-酚水槽;6-酚水泵;7-餾分接收槽;8-全餾分槽;9-真空捕集器;10-真空罐;11-真空泵;12-真空排氣罐;13-酚渣泵
粗酚置入脫水釜內(nèi),在常壓下用蒸汽間接加熱脫水,脫出的酚水經(jīng)冷卻和油水分離后,繼續(xù)加熱進行脫渣操作,直至苯酚、甲酚、二甲酚全部餾出為止。餾出的餾分作為精餾的原料。
5、粗酚精餾
精餾分常壓精餾和減壓精餾,粗酚精餾有間歇精餾和連續(xù)精餾。為防止粗酚在高溫下分解和高沸點酚的聚合結(jié)渣,本方案選用粗酚間歇減壓精餾工藝,以降低熱量消耗,防止酚聚合,提高產(chǎn)品質(zhì)量,其工藝流程見圖4。
圖4 脫水粗酚或全餾分的間歇精餾工藝流程
脫水脫渣后的粗酚,進入精餾塔,進行精餾提煉得苯酚、間甲酚、鄰甲酚和混二甲酚等產(chǎn)品。
5項目實施的經(jīng)濟效益和社會效益簡要分析 5.1項目實施的經(jīng)濟效益
本項目建成后,年生產(chǎn)苯酚1萬噸,按目前市場苯酚、鄰甲酚、及其他副產(chǎn)品的價格計算,預(yù)計年銷售收入6.34億元(詳見表6),生產(chǎn)成本約3.66億(詳見表7),年銷售收入稅金及附加5078.32萬元,預(yù)計可實現(xiàn)利潤2.17億元。
本項目總投資3.2億元,按年利潤核算,投資回收期為1.5年(不含建設(shè)期)。本項目預(yù)計年銷售收入如下: 序號 1 產(chǎn)品名稱 苯酚
產(chǎn)量(噸/年)10000
參考價格(元/噸)9800
銷售收入(萬元)9800 2 3 4 5 6 鄰甲酚 間甲酚 混合甲酚 二甲酚 酚渣燃料油 合計 3928 10714 2024 1786 7262 35714
10000 40000 13500 16000 1800 3926 42856 2732.4 2857.6 1307.16 63479.16
表6 1萬噸/年苯酚項目銷售收入預(yù)算
1萬噸/年苯酚項目主要生產(chǎn)成本估算如下: 序號 1 1.1 1.2 2 3 4 5 6 項目名稱 原材料 煤焦油 堿 燃料及動力 人員工資 管理費 設(shè)備折舊 年總成本
單位
噸 噸
人
年耗
119047 12857 10
單價(元)
2600 3150 30000
成本(萬元)35002.22 30952.22 4050 600 30 15 1000 36647.22
表7 1萬噸/年苯酚項目成本預(yù)算表
5.2項目實施的社會效益
從目前情況看,該項目的社會效益,主要體現(xiàn)在如下方面:
1、本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策,有利于優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,增加人民收入。
2、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該項目所需建材、原料、包裝及服務(wù)均可在當(dāng)?shù)亟鉀Q,有利于促進建材、機械、建筑、包裝、運輸、服務(wù)等多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,激活相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè),加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和社會進步。
3、增加就業(yè)機會。在項目的建設(shè)過程中,可直接為建筑、安裝部門提供就業(yè)機會,并間接為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供就業(yè)機會;項目建成后,所需工人從當(dāng)?shù)卣衅?,分流了?dāng)?shù)剞r(nóng)村剩余勞動力,緩解社會就業(yè)壓力,一定程度上維護了社會和諧穩(wěn)定。
4、促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。項目正常生產(chǎn)后,預(yù)計年上繳稅金5078.32萬元,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展將發(fā)揮重要作用。
5、該項目的建設(shè),可為建設(shè)單位帶來可觀的經(jīng)濟效益。裝置建成后,可以促進粗苯處理工藝由酸洗法為主向加氫精制法轉(zhuǎn)化的總趨勢,集中處理粗苯資源,具有顯著的社會環(huán)保意義。
第四篇:2萬噸年酚醛樹脂項目建議書
2萬噸/年酚醛樹脂項目建議書
1項目背景
1.1項目名稱 酚醛樹脂項目 1.2項目建設(shè)規(guī)模
項目規(guī)模:2萬噸/年 1.3項目建設(shè)地址
黑龍江省七臺河新興煤化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū) 1.4項目提出背景
2011年七臺河市焦炭產(chǎn)能達(dá)到1000萬噸,可以產(chǎn)生總量為25億立方米的剩余煤氣、45萬噸煤焦油、12萬噸粗苯。如果從黑龍江省范圍考慮,按黑龍江省焦炭產(chǎn)量1500萬噸計算,可以產(chǎn)生37.5億立方米剩余煤氣、67.5萬噸煤焦油、18萬噸粗苯。已經(jīng)具備了向產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)上深度開發(fā)的條件。目前生產(chǎn)的多數(shù)是化工的基礎(chǔ)原料,是化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)產(chǎn)品,是精細(xì)化工產(chǎn)品的“糧食”。要改變現(xiàn)有“只賣原糧”的局面,向精細(xì)化工領(lǐng)域邁進。
七臺河市煤化工產(chǎn)業(yè)下步發(fā)展要繼續(xù)以建立完善循環(huán)經(jīng)濟體系為重點,按照“穩(wěn)煤、控焦、興化”的總體發(fā)展思路,依托煤焦油、焦?fàn)t剩余煤氣、粗苯這三條線,整合資源、集中優(yōu)勢,繼續(xù)尋求延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,搞好資源綜合利用和延伸轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)資源循環(huán)利用、綜合開發(fā)、高效增值,不斷擴大煤化工產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模,形成全市工業(yè)經(jīng)濟加快發(fā)展新的增長極。
新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于七臺河市新興區(qū)轄區(qū)內(nèi),園區(qū)現(xiàn)有面積約4.7平方公里,一期增加2.9平方公里,達(dá)到7.6平方公里;二期將長興鄉(xiāng)馬鞍村整村搬遷至長興村,增加5.5平方公里,總體達(dá)到13.1平方公里;三期增加8.7平方公里,最終園區(qū)面積將達(dá)到21.8多平方公里,新興煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個以煤焦化及下游產(chǎn)品為主體的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。園區(qū)功能齊備,水、電、路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本到位。
基于上述政策和資源條件,提出一系列煤焦油項目,2萬噸/年酚醛樹脂項目是其中之一。
2產(chǎn)品性質(zhì)與用途概述 2.1產(chǎn)品性質(zhì)
酚醛樹脂也叫電木,又稱電木粉,英文名稱phenolic resin,簡稱PF,比重1.25~1.30,是酚與醛經(jīng)聚合制得的合成樹脂統(tǒng)稱,原為無色或黃褐色透明物,因含有游離分子而呈微紅色,市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍(lán)等顏色,有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿,遇強酸發(fā)生分解,遇強堿發(fā)生腐蝕。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有機溶劑中。對水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定。
酚醛樹脂中以苯酚-甲醛樹脂最重要。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。熱塑性酚醛樹脂(或稱兩步法酚醛樹脂),為淺色至暗褐色脆性固體,溶于乙醇、丙酮等溶劑中,長期具有可溶可熔性,僅在六亞甲基四胺或聚甲醛等交聯(lián)劑存在下,才固化(加熱時可快速固化)。主要用于制造壓塑粉,也用于制造層壓塑料、清漆和膠粘劑。熱固性酚醛樹脂(或稱一步法酚醛樹脂),可根據(jù)需要制成固體、液體和乳液,都可在熱或(和)酸作用下不用交聯(lián)劑即可交聯(lián)固化。為指導(dǎo)樹脂合成和成型加工,常將其固化過程分為A、B、C三個階段。具有可溶可熔性的預(yù)聚體稱作A階酚醛樹脂;交聯(lián)固化為不溶不熔的最終狀態(tài)稱C階酚醛樹脂;在溶劑中溶脹但又不完全溶解,受熱軟化但不熔化的中間狀態(tài)稱B階酚醛樹脂,熱固性酚醛樹脂存放過程中粘度逐漸增大,最后可變成不溶不熔的C階樹脂。因此,其存放期一般不超過3~6個月。熱固性酚醛樹脂可用于制造各種層壓塑料、壓塑粉、層壓塑料;制造清漆或絕緣、耐腐蝕涂料;制造日用品、裝飾品;制造隔音、隔熱材料等。常見的高壓電插座、膠粘劑和改性其他高聚物。
酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能,廣泛應(yīng)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片制造等行業(yè)。酚醛樹脂的耐熱性是非常好的,如表1所示:
項 目
耐熱/℃(Martens),DIN 53458 耐熱/℃(Iso/R 75),DIN 53461 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/℃,DIN 53445
酚醛樹脂 180 210 ﹥300
不飽和聚酯樹脂
170
環(huán)氧樹脂 170 180 200
表1 酚醛樹脂的耐熱性
酚醛樹脂在300℃以上開始分解,逐漸炭化,而成為殘留物,酚醛樹脂的殘留率比較高,60%以上,因此酚醛樹脂廣泛用作燒灼材料,用于火箭、導(dǎo)彈、飛機、宇宙飛船等。
今年來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)事故中煙和毒性氣體的放出是人員損傷和死亡的主要原因。這驅(qū)使人們研究聚合物的燃燒產(chǎn)物和開發(fā)阻燃聚合物產(chǎn)品。阻燃和燃燒速度成為建筑材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)。酚醛樹脂復(fù)合材料具有不燃性、低發(fā)煙率、少或無毒氣體放出,性能如可燃性、熱釋放、發(fā)煙、毒性和阻燃性等遠(yuǎn)優(yōu)于環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂,表2列出幾種樹脂的發(fā)煙情況:
發(fā)煙密度
塑 料
悶燒火
酚醛樹脂 環(huán)氧樹脂 乙烯基酯樹脂 聚氟乙烯 132~206 39 144
火 16 482~515 530 364
表2 樹脂的發(fā)煙情況
由表可見酚醛樹脂明顯低。酚醛樹脂主要有碳、氧和氫組成,它們的燃燒產(chǎn)物與燃燒條件有關(guān),主要是水蒸氣、二氧化碳、焦炭和一氧化碳,因此燃燒產(chǎn)物的毒性相對較低。毒性與酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)有關(guān),研究表明改性酚醛樹脂的復(fù)合材料具有最低的毒性。酚醛燃燒時易形成高碳泡沫結(jié)構(gòu),成為優(yōu)良的熱絕緣體,從而制止內(nèi)部的繼續(xù)燃燒。交聯(lián)密度高的樹脂,有利于減少燃燒時毒性產(chǎn)物的放出,因為較低的相對分子質(zhì)量,酚醛樹脂分子易分解和揮發(fā)。酚醛樹脂的發(fā)煙特性與氧指數(shù)有關(guān),氧指數(shù)高,成炭率高,它們之間存在線性關(guān)系。成炭率也與酚醛樹脂的酚取代有關(guān),非取代酚的酚醛樹脂的成炭率往往高于取代酚的酚醛樹脂。2.2 產(chǎn)品用途
由苯酚和甲醛在催化劑(鹽酸、草酸或NH3、NaOH等)作用下縮聚而成酚醛樹脂(PF)主要用于膠黏劑、涂料、模塑料、層壓塑料、泡沫塑料、防腐蝕用膠泥以及離子交換樹脂等。酚醛模壓塑料已廣泛用作制造機械零件和齒輪等的結(jié)構(gòu)材料,酚醛覆銅箔板已應(yīng)用在無線電、電視機、計算機等電子工業(yè)上。酚醛樹脂除用作為砂輪、剎車片、金屬鑄造模型的膠黏劑外,也用作燒灼材料等??梢灶A(yù)見酚醛樹脂將隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓而獲得更多更快的發(fā)展。酚醛樹脂的初始應(yīng)用主要在電氣工業(yè),用作絕緣材料,替代當(dāng)時應(yīng)用的傳統(tǒng)材料如蟲膠、古塔膠,由于其輕質(zhì)、容易加工而獲得廣泛應(yīng)用,可替代木頭、金屬,成為20世紀(jì)前半世紀(jì)的重要合成聚合物材料,用于電吹風(fēng)、電話機、壺把柄等日用品,也用在建筑、汽車等工業(yè)領(lǐng)域。某些場合還沒有理想的材料可以替代酚醛樹脂,如燒灼材料。目前世界酚醛樹脂主要用于木材加工工業(yè)、熱絕緣材料和模壓料,約占總量的75%。在美國60%用于木材工業(yè)、15%纖維絕緣、9%模壓料。酚醛樹脂用量與聚氨酯和聚酯相當(dāng)。最近幾十年,注射酚醛模塑粉進展很快,它比壓縮模塑料更經(jīng)濟、生產(chǎn)期更短、機械化程度更高。
酚醛樹脂的一些具體應(yīng)用如下:
高溫性能:酚醛樹脂最重要的特征就是耐高溫性,即使在非常高的溫度下,也能保持其結(jié)構(gòu)的整體性和尺寸的穩(wěn)定性。正因為這個原因,酚醛樹脂才被應(yīng)用于一些高溫領(lǐng)域,例如耐火材料,摩擦材料,粘結(jié)劑和鑄造行業(yè)。
木材粘結(jié):一般非水性一步型酚醛樹脂膠粘劑由苯酚與甲醛以摩爾比1:(1~3),在堿性催化劑存在下進行加成反應(yīng),生成含羥甲基苯酚低聚物,常配成固含量50%~60%乙醇溶液供使用。儲藏中,膠粘劑pH會下降,由12~13降至11~9.5,會造成儲藏不穩(wěn)定性,可加入二氧化錳來提高儲藏穩(wěn)定性。固化有酸固化和加熱固化兩種方法。加熱固化型將膠液涂布于被粘材料,待溶劑揮發(fā)后粘合,在130~150℃加熱固化0.5~1h即成;用于金屬、砂布等粘接。酸固化型在膠液l00份中加入對甲苯磺酸(或石油磺酸、苯磺酰氯)5~10份,混合均勻后,室溫可固化。用于木材粘接。
高殘?zhí)悸剩涸跍囟却蠹s為1000℃的惰性氣體條件下,酚醛樹脂會產(chǎn)生很高的殘?zhí)迹@有利于維持酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。酚醛樹脂的這種特性,也是它能用于耐火材料領(lǐng)域的一個重要原因。
壓塑粉:生產(chǎn)模壓制品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。采用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹脂浸漬填料并與其他助劑混合均勻,再經(jīng)粉碎過篩即可制得壓塑粉。常用木粉作填料,為制造某些高電絕緣性和耐熱性制件,也用云母粉、石棉粉、石英粉等無機填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法制成各種塑料制品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉主要用于制造開關(guān)、插座、插頭等電氣零件,日用品及其他工業(yè)制品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉主要用于制造高電絕緣制件。增強酚醛塑料 以酚醛樹脂溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物,經(jīng)干燥、壓制成型的各種增強塑料是重要的工業(yè)材料。它不僅機械強度高、綜合性能好,而且可進行機械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強的酚醛塑料主要用于制造各種制動器摩擦片和化工防腐蝕塑料;高硅氧玻璃纖維和碳纖維增強的酚醛塑料是航天工業(yè)的重要耐燒蝕材料。
酚醛樹脂涂料分為四類:① 水溶性酚醛樹脂涂料:由改性酚醛樹脂、干性油、順丁烯二酸酐、氨水等制成的水溶性樹脂,以及顏料、助劑等組成,采用電沉積涂裝,成膜性、耐腐蝕性、附著力較好,用作底漆。② 醇溶性酚醛樹脂涂料:分熱塑性和熱固性兩種。前者由熱塑性酚醛樹脂、酒精組成,是蟲膠漆的代用品,耐油、耐酸和絕緣性較好,涂膜脆,應(yīng)用較少。后者由熱固性酚醛樹脂、酒精組成,耐油、耐水、耐熱、絕緣性較好,不耐強堿。③ 油溶性酚酯樹脂涂料:由油溶性酚(對叔丁酚或?qū)Ρ交椒樱┤兹渲透尚杂徒M成,涂膜堅硬,干燥快,附著力好,耐水和耐腐蝕性優(yōu)于醇酸樹脂涂料,耐候性差,用作罐頭、船舶、絕緣材料工業(yè)。④ 改性酚醛樹脂涂料:有松香改性和丁醇改性兩種。前者由松香改性酚醛樹脂和干性油、顏料、溶劑、助劑等組成,干燥迅速,耐腐蝕及機械性能較好,用于家具、建筑、船舶和絕緣材料等工業(yè)。后者由丁醇改性酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂組成,涂膜較韌,耐腐蝕,用于罐頭和化學(xué)工業(yè)。其中以松香改性酚醛樹脂涂料的品種最多,產(chǎn)量最大,成為酚醛樹脂涂料的主體,而醇溶性酚醛樹脂涂料已很少生產(chǎn)。松香改性酚醛樹脂涂料的耗油率高,其機械、防腐蝕和裝飾等綜合性能遠(yuǎn)不如其他新型合成樹脂涂料,在世界涂料生產(chǎn)中產(chǎn)量已不大。同時,因酚醛樹脂的制造需用大量干性油,所以常將它統(tǒng)計在油基涂料之中。在中國其產(chǎn)量一直居于涂料工業(yè)的首位(約占25%),1984年開始略低于醇酸樹脂涂料,占22.24%。
電工電子材料:電子級酚醛樹脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域為電子信息材料、電工絕緣材料。近年來酚醛樹脂這種傳統(tǒng)的人工合成樹脂年產(chǎn)量還在逐年增加,但仍不能滿足當(dāng)今社會的需求。特別是電子級酚醛樹脂在電子材料應(yīng)用近年無論是市場上,還是在生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品性能上都有著巨大地變化。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在我國在電工電子材料領(lǐng)域?qū)Ψ尤渲男枨罅空谝?5% ~20% 的速度增長。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,電子級酚醛樹脂應(yīng)用市場規(guī)模將會有更大幅度的提高。在我國,電子級酚醛樹脂大量用于電子材料制造的行業(yè),主要是環(huán)氧塑封料制造業(yè)及覆銅板制造業(yè)。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,目前我國環(huán)氧塑封料制造業(yè)年需要作為固化劑的酚醛樹脂約為4000噸。覆銅板制造業(yè)對酚醛樹脂的年需求量約為10000噸(不包括由生產(chǎn)廠家自己生產(chǎn)的紙基CCL的主樹脂)。電子級酚醛樹脂在發(fā)展新型高性能覆銅板、環(huán)氧樹脂塑封料中起到重要的作用。
隔熱保溫材料:主要是酚醛樹脂的發(fā)泡材料,酚醛泡沫產(chǎn)品特點是保溫、隔熱、防火、質(zhì)輕,作為絕熱、節(jié)能、防火的新材料可廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)、輕質(zhì)保溫彩鋼板、房屋隔熱降能保溫、化工管道的保溫材料(尤其是深低溫的保溫)、車船等場所的保溫領(lǐng)域。酚醛泡沫因其導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫性能好,被譽為保溫之王。酚醛泡沫不僅導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好,還具有難燃、熱穩(wěn)定性好、質(zhì)輕、低煙、低毒、耐熱、力學(xué)強度高、隔音、抗化學(xué)腐蝕能力強、耐侯性好等多項優(yōu)點,酚醛泡沫塑料原料來源豐富,價格低廉,而且生產(chǎn)加工簡單,產(chǎn)品用途廣泛。
3國內(nèi)外生產(chǎn)狀況、市場簡要分析 3.1國內(nèi)外生產(chǎn)狀況
20世紀(jì)50年代是酚醛樹脂高速發(fā)展的階段,新的應(yīng)用領(lǐng)域有涂料、油漆、鑄造和航空航天等,國際酚醛樹脂的產(chǎn)量達(dá)到20萬t。上世紀(jì)80年代,酚醛樹脂、新型酚醛復(fù)合材料系統(tǒng)應(yīng)用于建筑、運輸?shù)阮I(lǐng)域。全世界的酚醛樹脂產(chǎn)量也由20世紀(jì)50年代的約20萬t發(fā)展到2006年的45萬t。預(yù)計今后幾年全球酚醛樹脂行業(yè)將以7%的速度增長。
我國的酚醛樹脂生產(chǎn)已有50多年的歷史,1946年上海塑料廠開始有生產(chǎn)。建國后逐漸有幾十家工廠陸續(xù)投入生產(chǎn),但是規(guī)模小,產(chǎn)品檔次低,大部分只能生產(chǎn)普通型工業(yè)品。近20年隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,市場對各種類型酚醛樹脂持續(xù)增長的需求,使得酚醛樹脂在生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域和研究成果等方面都穩(wěn)定增長。酚醛樹脂的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整正在進行,技術(shù)進步的力度加大,產(chǎn)品的技術(shù)含量逐步增加。據(jù)不完全統(tǒng)計,到2004年我國年產(chǎn)酚醛樹脂20多萬t,目前已有生產(chǎn)企業(yè)100多家,最大的酚醛樹脂生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)量已接近3萬t,5000t級的企業(yè)有十多家。值得注意的是國外一些大公司開始在中國建廠生產(chǎn)酚醛樹脂,如日本松下電工公司在上海建廠,年產(chǎn)量3600t;日本住友Bakelite公司在蘇州新建的生產(chǎn)線,產(chǎn)能是年產(chǎn)量6000t,投產(chǎn)后主要生產(chǎn)面向當(dāng)?shù)氐碾娮?、汽車行業(yè)的高端產(chǎn)品。
3.2市場簡要分析
20世紀(jì)80年代以后,隨著經(jīng)濟繁榮、交通發(fā)達(dá),建筑業(yè)興旺,對酚醛樹脂的社會需求明顯增加,促使它在生產(chǎn)規(guī)模、品種數(shù)量和質(zhì)量性能等方面都逐年提高,近年來仍舊保持很好的發(fā)展態(tài)勢。特別是歐洲、美國和日本在軍事工業(yè)領(lǐng)域正在越來越多地研究應(yīng)用高性能酚醛樹脂復(fù)合材料。
預(yù)計國內(nèi)酚醛樹脂的消費量將以15%的速度增長,2010年酚醛樹脂的市場消費量達(dá)到78.7萬t。我國的酚醛樹脂在汽車、冶金等相關(guān)行業(yè)的帶動下還將保持較快的增長。在未來的幾年中,電工電子材料、復(fù)合材料、酚醛泡沫、輪胎橡膠、油田助劑等領(lǐng)域的酚醛樹脂將得到較快發(fā)展。
(1)酚醛模塑料是目前國內(nèi)消耗酚醛樹脂最大的領(lǐng)域,我國酚醛模塑料產(chǎn)品主要應(yīng)用于家居、中低壓電器絕緣類產(chǎn)品,并且每年都有大量出口。而應(yīng)用于工程機械、汽車等高強度高耐熱類產(chǎn)品很少,市場消費主要依靠進口。據(jù)酚醛樹脂及塑料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2006年國內(nèi)酚醛模塑料的產(chǎn)量為32.8萬t,消耗酚醛樹脂的量為10.3萬t,近幾年國內(nèi)模塑料企業(yè)不斷加強技術(shù)開發(fā),高強度、長壽命、易加工的品種將受到青睞,高檔次的酚醛模塑料產(chǎn)品的產(chǎn)量和品種都有增加,在未來幾年里模塑料行業(yè)將以7%的速度增長。
(2)耐火材料:2006年全國耐材產(chǎn)量就達(dá)到了3243.15萬t。2006年含碳制品及散料產(chǎn)品產(chǎn)量在200~250萬t。這些含碳耐火材料每年以15%的速度增長。按加入量3%~5%計算,2006年含碳耐火材料需求酚醛樹脂在6.0~7.5萬t。而且以酚醛樹脂粘結(jié)劑生產(chǎn)的干式料、鎂鈣磚及高檔異型耐火材料將有很大發(fā)展。(3)鑄造覆膜砂:酚醛樹脂覆膜砂主要用于生產(chǎn)尺寸精度高或表面光潔度好及內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜的鑄件,用于汽車、精密機床、壓縮機、集裝箱、造船等行業(yè)。由于其成型快、強度高、燒焦后易潰散等特點,為鑄造行業(yè)所推薦,特別是在汽車、集裝箱等行業(yè)有很好的發(fā)展前景。目前每年以10%左右的速度增長,2006年全國鑄造覆膜砂用量在120~150萬t,按1.8%~2.5%樹脂加入量計算,需用酚醛樹脂2.10~3.75萬t。今后酚醛覆膜砂在油田壓裂砂、大型鑄件砂及新合金領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿O大。
(4)摩擦材料:摩擦材料廣泛應(yīng)用于汽車、飛機、火車等現(xiàn)代交通工具以及現(xiàn)代機械、國防等領(lǐng)域,中高檔摩擦材料年產(chǎn)已達(dá)100萬t以上。2006年,全行業(yè)產(chǎn)值67.34億元,出口交貨值達(dá)20.5億元,連年以30%以上的速度增長,比1999年增長了20多倍。我國摩擦材料行業(yè)不斷創(chuàng)新,正在把“中國制造”變?yōu)椤爸袊鴦?chuàng)造”。中國即將成為世界摩擦材料的生產(chǎn)基地。2006年行業(yè)需求酚醛樹脂3.5萬t左右。
(5)磨具磨料:磨具磨料廣泛應(yīng)用于汽車、造船、家具、裝備制造、五金工具等加工制造工藝中。中國磨具磨料行業(yè)自2002年后發(fā)展迅猛,每年以20%以上的速度發(fā)展,出口增長也很快,特別中高檔樹脂砂輪、金剛石砂輪、樹脂砂紙、樹脂紗布、砂帶等產(chǎn)量增長很快,并且大量出口。2006年磨具磨料行業(yè)需求酚醛樹脂6.5萬t。另外,水性樹脂、高耐磨、耐高濕性、抗裂型酚醛樹脂的發(fā)展將推動該產(chǎn)業(yè)國際化。(6)輪胎橡膠:酚醛樹脂在輪胎橡膠配方和生產(chǎn)中起著增粘、增硬、補強和硫化的作用,隨著國際上輪胎巨頭紛紛在中國建廠和國內(nèi)企業(yè)不斷擴充產(chǎn)能,酚醛樹脂在輪胎橡膠行業(yè)的消費量也與日俱增,據(jù)2006年進口統(tǒng)計數(shù)據(jù),中國應(yīng)用于輪胎橡膠行業(yè)的酚醛樹脂達(dá)1.15萬t,2006年國內(nèi)輪胎橡膠行業(yè)消費酚醛樹脂的量在2萬t左右,并且每年以15%的速度增長。(7)電工電子材料:近年來電子產(chǎn)品的消費增長迅速,酚醛樹脂在該領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。酚醛樹脂可直接作為印制電路板的基板材料覆銅板的浸漬主體樹脂,也可作為替代傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂固化劑的首選樹脂類固化劑,這種高純度的線形酚醛樹脂在“無鉛焊接”時代會有更大的發(fā)展空間;高純度的線形酚醛樹脂還在環(huán)氧塑封材料和光致抗蝕材料領(lǐng)域有很大的市場發(fā)展空問。中國的電工電子材料市場正以15%~20%的速度增長,2006年電工電子材料行業(yè)酚醛樹脂需求量在4.5~5.0萬t,其中僅高純度線形酚醛樹脂2006年的進口量就達(dá)到1.70萬t。(8)酚醛泡沫:酚醛泡沫塑料具有阻燃、耐熱性高、導(dǎo)熱系數(shù)低等特性,已應(yīng)用于航空、航天、車船工業(yè)、采礦、電子通訊等領(lǐng)域。最近國家又對建筑業(yè)的節(jié)能材料做了明確的規(guī)定,既要環(huán)保節(jié)能又要安全系數(shù)高,酚醛樹脂泡沫塑料在建筑領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。目前在中國有400億m2的建筑保溫板市場,且以20億m2/年的速度增長。
(9)木材粘結(jié)劑:在木材粘結(jié)領(lǐng)域,酚醛樹脂膠粘劑一直在三醛膠中占據(jù)重要地位。2004年我國酚醛樹脂膠粘劑的用量為7萬t(折100%),每年仍以7%的速度增長,2010年達(dá)到10.5萬t。低酚、低醛、快固化的環(huán)保型酚醛樹脂將有很大的發(fā)展空間。
(10)酚醛樹脂基復(fù)合材料:酚醛樹脂基復(fù)合材料,因具有優(yōu)異的阻燃、防火、低發(fā)煙、低毒霧性能、耐腐蝕性能和高溫下較好的機械強度保留率,在飛機和空間領(lǐng)域、軍事裝備、運輸、采礦、建筑及微電子工業(yè)中發(fā)揮著重要作用,是國內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)。4工藝技術(shù)方案簡介 4.1技術(shù)方案簡介
酚類和醛類的縮聚反應(yīng)可在加壓下、常壓及減壓(真空)下進行。應(yīng)用最多的方法是常壓下的縮聚,這一方法設(shè)備簡單、工藝過程也容易控制。在加壓下進行縮聚反應(yīng)時,可以加速縮聚反應(yīng),減少催化劑用量而獲得較高質(zhì)量的產(chǎn)品,但此方法由于設(shè)備特殊,操作控制較困難,因而未被廣泛應(yīng)用。減壓法延長了反應(yīng)時間,實際上未能使樹脂性能有所改進,本項目推薦采用常壓法生產(chǎn)酚醛樹脂。4.2建議工藝方案流程
本項目中制備酚醛樹脂所需要的苯酚和甲醛均由七臺河新興煤化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū)利用煤焦油為原料生產(chǎn)。
酚醛樹脂的制備受很多因素影響,其中原料摩爾比、催化劑種類和用量、反應(yīng)溫度和投料方式等,對酚醛樹脂的反應(yīng)速度、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和質(zhì)量都有很大影響。4.2.1 苯酚與甲醛摩爾比的影響
苯酚與甲醛的摩爾比影響反應(yīng)歷程和分子結(jié)構(gòu),在酸性催化反應(yīng)中,當(dāng)甲醛的摩爾比小于苯酚時,不能形成足夠的羥甲基,使縮合反應(yīng)進行到一定程度便停止。在堿性催化反應(yīng)中,當(dāng)甲醛摩爾數(shù)小于苯酚時,又有部分苯酚以游離狀態(tài)存在于樹脂中,反應(yīng)不完全。從酚醛樹脂較理想的結(jié)構(gòu)考慮,作為熱固性樹脂苯酚的摩爾數(shù)應(yīng)略小于甲醛的摩爾數(shù)。
苯酚和甲醛等摩爾比反應(yīng),主要是生成鄰甲基酚和對羥甲基酚,其中對羥甲基酚含量居多。苯酚與甲醛的摩爾比為1:2以上時以生成二羥基酚和三羥基酚為主。
苯酚和甲醛的摩爾比不同,樹脂平均相對分子質(zhì)量也不相同,摩爾比越大樹脂平均相對分子質(zhì)量越大。
項目 苯酚與甲醛摩爾比 樹脂平均分子量
1:1.1 1:1.2 228
256
數(shù)據(jù)
1:1.3 1:1.4 291
334
1:1.5 371
1:1.6 437
1:1.7 638 表3 苯酚與甲醛摩爾比同樹脂平均相對分子質(zhì)量的關(guān)系表
不同用途的酚醛樹脂,應(yīng)控制苯酚與甲醛的不同摩爾比,膠合板用的樹脂最好是1:(1.4~1.5),收率高游離酚少;浸漬用的酚醛樹脂,摩爾比應(yīng)為1:(1.1~1.3),樹脂平均相對分子質(zhì)量小,滲透性好作為耐水增強的酚醛樹脂要求平均相對分子質(zhì)量大,盡量減少摩爾比,一般為1:2.0左右。
酚與甲醛的摩爾比亦影響樹脂的反應(yīng)速度和固化時間,摩爾比越大即甲醛用量增大樹脂反應(yīng)速度越快固化時間縮短,而粘度下降,儲存穩(wěn)定性變差。
苯酚與甲
醛摩爾比
1:2.0 1:2.1 1:2.3 1:2.5 固體含量/%
45.6 47.2 45.7 47.6
粘度(涂-4)/S 23 25 17
游離苯酚/% 可被溴化物/%
0.174 0.114 0 0
13.4 13.8 12.9 13.0 表4 苯酚與甲醛摩托車爾比對樹脂物化性質(zhì)的影響如表
4.2.2催化劑的影響
催化劑的性質(zhì)、種類、用量對樹脂反應(yīng)速度、固化速度和產(chǎn)物都有影響。酸性或堿性催化劑都可加快羥甲基化速度。PH值為4時反應(yīng)速度最慢。隨著H+濃度增加亞甲基化速度加快,固化速度亦快。堿性催化劑對亞甲基化速度影響不大。苯酚與甲醛無論摩爾比大小在堿性催化劑作用下都能生成熱固性酚醛樹脂。酸性催化下甲醛被活化,亞甲基化反應(yīng)速度大于羥甲基化反應(yīng)速度,生成線型熱塑性酚醛樹脂。
鈉是較強的堿性催化劑,用量一般為苯酚摩爾數(shù)的0.25~0.6%,如果樹脂中的游離堿過多,則會降低耐水性、介電性能和粘接強度。
氫氧化銨是較弱的堿性催化劑,常用25%的水溶液,用量以氨計,為苯酚摩爾數(shù)的0.1%左右。
氫氧化鋇堿性較弱,催化作用較緩和,反應(yīng)易控制,形成的樹脂固化速度較快。用量一般為苯酚質(zhì)量的1.5%~2.5%。4.2.3反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間的影響
反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對酚醛樹脂有很大的影響。苯酚與甲醛混合時,化學(xué)反應(yīng)隨即開始,但在低溫下很慢,而在高溫下反應(yīng)速度加快。一般反應(yīng)溫度每升高10℃,反應(yīng)速度增加1倍。酚醛樹脂的合成要緩慢地階梯性升溫,反應(yīng)初期升溫慢些,當(dāng)溫度升至50~60℃時由于反應(yīng)放熱溫度會自行上升,升溫過快反應(yīng)激烈,縮聚反應(yīng)不完全,致使樹脂相對分子質(zhì)量大小相差懸殊,游離酚含量高,樹脂質(zhì)量下降。反應(yīng)時間以長些為好,生成的樹脂相對分子量分布均勻。4.2.4投料方式的影響
氫氧化銨的催化下,苯酚與甲醛可一次投料進行縮聚反應(yīng)形成酚醛樹脂,該法工藝簡單,但游離酚含量高。一般甲醛與苯酚摩爾比(F/P)較低時,如制備醇溶性酚醛樹脂則可采用一次投料法。
在強堿(如氫氧化鈉)催化下,甲醛應(yīng)分兩次加料,與苯酚進行縮聚反應(yīng)形成酚醛樹脂。兩次投料可減緩反應(yīng)放熱,易于控制,有利降低游離酚含量,提高樹脂質(zhì)量。一般甲醛與苯酚摩爾比較高時采用2次投料方式。
1、制備前的準(zhǔn)備工作和原料用量計算
苯酚在室溫下為固體,應(yīng)將其熔化后再用。比較常用有兩種,一是熱水溶法,即將桶裝苯酚裝入化酚池中,通以蒸汽使熱水溫度約為100℃,2~3h即可熔化。使用時以真空泵吸入反應(yīng)釜內(nèi)。另一方法是將桶裝苯酚放入密閉保溫室內(nèi),通暖氣保持50℃左右,約4~5h便可熔化。
如果低溫甲醛已變成三聚甲醛,使用時應(yīng)進行解聚,即加熱至50~80℃解聚后冷卻到25℃左右備用。
根據(jù)原料的摩爾比和各原料相對分子質(zhì)量及純度計算出原料的用量,若以苯酚的摩爾數(shù)為基準(zhǔn),苯酚與甲醛或與其他原料摩爾比來計算投料量,則有如下計算公式: x = M*N*{(p*W)/(94*Q)} 式中:x為所計算的原料用量(kg);M 為所計算的原料相對分子質(zhì)量;N 為所計算的原料摩爾數(shù);Q 所計算的原料濃度;p 為苯酚的純度(%);W苯酚的質(zhì)量(kg)。4.3工藝方法
(1)將熔化的苯酚加入反應(yīng)釜中,開動攪拌,升溫40~45℃加入氫氧化鋇。(2)在30min內(nèi)升溫至65~75℃,保溫10~20min 至氫氧化鋇完全溶解。
(3)加入甲醛溶液,在20~30min內(nèi)升溫至85℃,停止攪拌,由于放熱而沸騰,溫度達(dá)到97~100℃,沸騰回流10min后再攪拌。
(4)保持回流沸騰60min左右然后測渾濁液溫度,當(dāng)達(dá)到40~50℃時立即通冷水降溫。
(5)當(dāng)內(nèi)溫降至70℃以下時,開始減壓脫水,內(nèi)溫控制在50℃,真空度為86.66~94.89kPa。當(dāng)脫水量接近理論脫水量時取樣檢測,粘度達(dá)到要求時停止脫水,冷卻至40℃出料。
4.3.1醇溶性酚醛樹脂的制備
一、原料配比
原料名稱 苯酚 甲醛溶液 氫氧化銨 乙醇
二、工藝方法
摩爾比 1 0.2 0.1
純度/% 98 37 25 95
用量/質(zhì)量份
7 120(1)將熔化的苯酚加入反應(yīng)釜中,開動攪拌,打開冷卻水使內(nèi)溫降至50℃以下。(2)加入甲醛溶液保持內(nèi)溫40~50℃,攪拌10~15min,加入氫氧化銨。(3)在20min內(nèi)升溫至65℃,保持20min,在60min內(nèi)緩慢升溫至95℃。(4)于92~96℃保持回流反應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)乳狀渾濁時即為渾濁點。
(5)10min后取樣,冷卻至25~30℃分出上層水,若樹脂不粘玻璃杯且拉絲時即為反應(yīng)終點,立即冷卻。
(6)當(dāng)內(nèi)溫降至75℃以下時抽真空脫水,真空度達(dá)80kPa以上,內(nèi)溫控制在55~75℃。(7)當(dāng)脫水量達(dá)到要求且釜內(nèi)樹脂透明,開始取樣測聚合度,達(dá)到指標(biāo)規(guī)定時立即加入乙醇(采用真空加料方法),等樹脂完全溶解后倒料。冷卻40℃。4.3.2其他種類酚醛樹脂的制備簡介
1、室溫固化醇溶酚醛樹脂的制備
該樹脂是由苯酚與甲醛在少量氫氧化鈉催化劑作用下進行縮聚反應(yīng),經(jīng)減壓脫水,用乙醇稀釋而得的紅棕色粘稠液體。加入苯磺酸固化。
2、水溶性酚醛樹脂的制備
水溶性酚醛樹脂由苯酚與甲醛在氫氧化鈉催化劑存在下縮聚而成。該樹脂游離酚含量較低,對人體危害較小,節(jié)省大量有機溶劑。涂膠操作容易清洗方便。
3、聚乙烯醇改性酚醛樹脂的制備
將苯酚與甲醛在氫氧化鈉和氨水存在下進行縮聚反應(yīng),并用聚乙烯醇改性制得水溶性酚醛樹脂,增加了樹脂的韌性。
4、三聚氰胺改性酚醛樹脂的制備
將苯酚、三聚氰胺與甲醛在堿催化劑作用下,進行共縮聚反應(yīng)而制得的改性酚醛樹脂,固化后光澤性耐磨性和耐熱性均有提高。
5、尿素改性酚醛樹脂的制備
將苯酚、尿素與甲醛溶液在氫氧化鈉催化劑作用下進行共縮聚制得尿素改性酚醛樹脂。5項目實施的經(jīng)濟和社會效益簡要分析 5.1項目實施的經(jīng)濟效益分析
本項目建成后,年生產(chǎn)酚醛樹脂2萬噸,按目前市場酚醛樹脂7500元/噸的價格計算,預(yù)計年銷售收入1.5億元,生產(chǎn)成本約9609萬元(詳見表5),年銷售收入稅金及附加1200萬元,預(yù)計可實現(xiàn)利潤4191萬元。
本項目總投資1.6億元,按上述年利潤計算,投資回收期為3.8年(不含建設(shè)期)。2萬噸/年酚醛樹脂項目主要生產(chǎn)成本估算如下: 序號 1 1.1 1.2 2 3 4 5 項目名稱 原材料 苯酚 甲醛 燃料及動力 人員工資 管理費 設(shè)備折舊
單位
噸 噸
人
年耗
6621 8563 30
單價(元)
9800 1400 30000
成本(萬元)
7689 6490 1199 1000 90 30 800 6 年總成本
9609 表5 2萬噸/年酚醛樹脂項目主要生產(chǎn)成本表
5.2項目實施的社會效益分析
從目前情況看,該項目的社會效益,主要體現(xiàn)在如下方面:
1、本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策,有利于優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,增加人民收入。
2、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該項目所需建材、原料、包裝及服務(wù)均可在當(dāng)?shù)亟鉀Q,有利于促進建材、機械、建筑、包裝、運輸、服務(wù)等多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,激活相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè),加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和社會進步。
3、增加就業(yè)機會。在項目的建設(shè)過程中,可直接為建筑、安裝部門提供就業(yè)機會,并間接為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供就業(yè)機會;項目建成后,所需工人從當(dāng)?shù)卣衅?,分流了?dāng)?shù)剞r(nóng)村剩余勞動力,緩解社會就業(yè)壓力,一定程度上維護了社會和諧穩(wěn)定。
4、促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。項目正常生產(chǎn)后,預(yù)計年上繳稅金1200萬元,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展將發(fā)揮重要作用。
5、該項目的建設(shè),可為建設(shè)單位帶來可觀的經(jīng)濟效益。
第五篇:30萬噸合成氨項目建議書
30萬噸合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素
項目建議書
湖濱區(qū)大項目辦公室 2006年9月27日
1總論
一、工藝技術(shù)狀況
來自廠內(nèi)的焦?fàn)t煤氣,壓力300mmH2O柱,溫度35℃,進入羅茨鼓風(fēng)機,加壓后依次進入兩臺串聯(lián)的脫硫塔內(nèi)與自上而下的與PDS脫硫液逆流接觸,吸收氣體中的H2S及部分有機硫,出塔后經(jīng)氣液分離器分離液體后,至焦?fàn)t氣壓縮工序。
吸收了H2S及部分在同硫的脫硫液進入循環(huán)槽與溶液槽反應(yīng)救分鐘后,由半貧液泵或富液泵打至再生液混合器,經(jīng)再生噴射器與自吸空氣混合,進行強化氧化反應(yīng),然后進入噴射再生槽,這硫泡沫及溶液從噴射再生槽迅速返上,在再生槽頂部,浮選出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽,再由空壓罐壓送至硫泡沫高位槽,用蒸汽加熱至85℃左右,自流入熔硫釜,繼續(xù)用蒸汽加熱至95℃左右,不斷排出清液,待濃度達(dá)到45%左右時,加熱至135℃熔融后放入硫磺冷卻盤,自然冷卻后得副產(chǎn)品硫磺。
從再生槽分離出來的清液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進入貧液槽,經(jīng)貧液泵加壓至0.5MPa后,分兩股進入脫硫塔。
脫硫過程中所消耗的堿,以及需要補充的ADA、偏釩酸鈉、PDS等試劑,均在溶液制備槽配制成溶液后,用溶液泵送反應(yīng)槽或事故槽而進入系統(tǒng)。
當(dāng)循環(huán)溶液中的硫氰酸鈉及硫代硫酸鈉積累到一定程度后,從貧液泵出口抽取部分溶液去回收樓提取硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉。
來自貧液泵后的貧脫硫液,流入回收樓的母液槽,由母液泵定期抽入真空蒸發(fā)器用蒸汽加熱濃縮,待蒸發(fā)結(jié)束后通過旋轉(zhuǎn)的溜槽將料液放至真空吸濾器,熱過濾除Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣在濾渣溶解槽中用脫硫溶解后予以回收,濾液至結(jié)晶槽用夾套冷卻水(冷凍水)冷至5℃左右,加入同質(zhì)晶種使其結(jié)晶,最后在離心機中分離得至粗制Na2S2O3產(chǎn)品。
分離得到Na2S2O3的濾液(或NaCNS/Na2 S2O3>5的脫硫清液)經(jīng)中間槽用壓縮空氣壓入真空蒸發(fā)器,用蒸汽加熱濃縮,待蒸發(fā)結(jié)束后,通過旋轉(zhuǎn)溜槽將料液放至真空吸濾器,進一步除去Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣同樣在溶解槽內(nèi)溶解后返回脫硫系統(tǒng)。
濾液流入結(jié)晶槽冷卻結(jié)晶,當(dāng)溶液冷卻至25℃左右時,加入同質(zhì)晶種,使其結(jié)晶,最后在離心機中分離獲得粗制NaCNS,用人工鏟出裝袋后外售,作為精制NaCNS的原料。離心濾液流入中間槽返回蒸發(fā)器循環(huán)使用,由于雜質(zhì)逐漸積累,需定期送回脫硫系統(tǒng)。
從蒸發(fā)器蒸出之水汽,在冷凝冷卻器冷凝后,抽入濾液收集槽,返回脫硫系統(tǒng)用于配制堿液。1.3擬建地點:湖濱區(qū)工業(yè)園區(qū) 1.4建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模 1.4.1建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模
根據(jù)公司擬建的硝酸鉀的生產(chǎn)規(guī)模,結(jié)合國內(nèi)市場情況和企業(yè)資金籌集能力,確定本項目的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)9萬噸合成氨。
概算投資:5196萬元 1.7效益分析 1.7.1市場分析
本項目所生產(chǎn)的合成氨全部用于硝酸鉀的生產(chǎn),硝酸鉀是一種無氯二元化肥,含有13%以上的硝態(tài)氨和44%以上的氧化鉀,具有高溶解性和無氟釋放的特點,在無需增加土壤酸性的條件下,其有效成份可迅速為植物吸收,其特點使硝酸鉀肥料具有廣泛的適用性。高溶解性使硝酸鉀既可以用做理想的液肥使用。硝酸鉀既可以作基肥,好可以用作追肥使用。采用農(nóng)用硝酸鉀代替硫酸鉀,不但能提高煙草的質(zhì)量和產(chǎn)量,而且能降低煙草專用復(fù)合肥的生產(chǎn)成本。
農(nóng)用硝酸鉀的主要市場在西歐和北美等經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū),最近幾年來,全球?qū)r(nóng)用硝酸鉀的需求持續(xù)上升。
我國作為農(nóng)業(yè)大國,僅煙草行業(yè)農(nóng)用硝酸鉀年需求量就達(dá)20萬噸以上,現(xiàn)進口量已達(dá)10萬噸,農(nóng)用硝酸鉀供求予盾非常突出,據(jù)以色列海法公司和智利礦化工公司調(diào)查,今后十年我國農(nóng)用硝酸鉀年需求增長率在8%以上,國內(nèi)硝酸鉀僅在煙草作物及部分經(jīng)濟作物上使用,十年以后需求量在萬噸以上,僅云南省用于煙草的硝酸鉀年需求量就達(dá)10萬噸以上,我國是農(nóng)業(yè)大國,隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展將很快成為農(nóng)用硝酸鉀的使用大國,需求量會大幅度增加。因此,該產(chǎn)品國內(nèi)外市場前景明朗,市場潛力很大。
2項目建設(shè)的必要性和條件
1.1項目實施的必要性和經(jīng)濟意義
2.2建設(shè)條件分析 2.2.1廠址地理位置
文水縣位于山西省中部,太原盆地西緣,呂梁山東麓。地理座標(biāo)為東經(jīng)111°29′46″~112°19′15″,北緯37°15′~37°35′9″之間,東隔汾河與祁縣相望,東南與平遙縣毗連,西依呂梁山與離石交界,北與交城、清除相鄰,南與汾陽市接壤,東西長72公里,南北寬30公里,總面積1067.8平方分里。
本工程擬選廠址在山西省文水縣百金堡科技化工園區(qū)內(nèi),位于文水縣城南,距縣城10公里,距307國道4公里,距平遙火車站,祁縣火車站各30公里,交通運輸十分方便。2.2.5交通運輸條件
文水縣距太原75公里,距汾陽30公里,距祁縣火車站30公里,東臨307國道,西靠夏汾高速公路,距園區(qū)10公里,交通運輸十分方便。
3建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案
3.1產(chǎn)品方案
本項目方案確定為公稱規(guī)模年產(chǎn)30萬噸合成氨,并全部加工成硝酸鉀.3.1生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 工廠操作天數(shù):300天/年計
合成氨(中間產(chǎn)品):9萬噸/年(公稱能力)產(chǎn)品規(guī)格:NH3≥99.9%(wt%)
H2O≤0.1%(wt%)油
≤5ppm(wt%)4工藝技術(shù)方案、設(shè)備方案和工程方案
4.1.1工藝技術(shù)方案
工業(yè)上脫硫基本上可分為濕法脫硫與干法脫硫兩大類.(1)濕法脫硫:
濕法脫硫可分為物理吸收法、化學(xué)吸收法與直接氧化瀧三類。其中,最重要的是濕式氧化法脫技術(shù)。目前運用較為廣泛且性能較好的脫硫方法為PDS法、改良ADA法,拷膠法、荼灰法、MSQ法、改良對苯二酚法、RCA法。
PDS法:
由東北師范大學(xué)研制的PDS法脫硫技術(shù),1986年已通過吉林省科委的技術(shù)鑒定。目前在全國有近百套生產(chǎn)裝置采用此項技術(shù),用于半水煤氣變換氣、天然氣、甲醇合成氣、焦?fàn)t氣的脫硫。該法所需催化劑濃度極低,消耗量少,運行經(jīng)濟,催化劑無毒,使用方法簡便,可以單獨使用,無須添加其它“助催化劑”,脫硫效果好(據(jù)資料介紹,PDS法脫H2S的效率≥90%,脫有機硫40-50%)。
改良ADA法:
改良ADA法是60年代國外開發(fā)的技術(shù),已廣泛用于化肥、城市煤氣、冶金行業(yè),改良ADA法技術(shù)成熟,過程完善,規(guī)范化程度高,技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好,但該法存在的主要問題是硫磺堵塞脫硫塔填料。
拷膠法:
1976年廣西化工研究院研制成功拷膠法脫硫技術(shù),它具有改良ADA法的幾乎所有優(yōu)點,而且無硫堵現(xiàn)象,由于拷膠資源豐富,價廉易得,故其運行費用比改良ADA法低,在焦?fàn)t氣濕法脫硫中經(jīng)常使用。其中缺點是脫硫液需要一個繁復(fù)的制備過程才能添加到系統(tǒng)中去。
1986年廣西化工研究所又研制成功了KCA脫硫劑,其脫硫性能與拷膠劑非常近似使用時可將KCA直接加入系統(tǒng)中,由于KCA脫硫劑中添加了廉價有變化金屬鹽,故能降低脫硫費用。
其余方法:
用硫酸猛、水揚酸、對苯二酚組成脫硫液的MSQ法,由苯多酚、NaNO3組成脫硫的荼灰法小型合成氨廠應(yīng)用中也得了較好的脫硫效果。
(2)干法脫硫:
干法脫硫主要有氧化鐵法,鐵鉬+錳礦法、活性炭法、鈷—鉬加氧法氧化鋅法等。
a)、氧化鐵法:
氧化鐵法原料來源廣泛,價格便宜,主要脫除原料氣中的 H2S,不能脫除有機硫。操用溫度較低(一般在常溫下操作),脫硫劑工用硫容較大。但脫硫精度有限(一般可脫到約1ppm)。
b)鐵鉬+錳礦法:
在350—400℃條件下,鐵鉬催化劑首先將氣體中的有機硫轉(zhuǎn)
化為H2S,再由錳礦吸收,脫有機硫的效率約為90%。鐵鉬+錳礦法脫硫具有價廉、原料易得的優(yōu)點,但因錳礦凈化度和硫容較低、壽命短、不能再生、易產(chǎn)生副反應(yīng)。c)活性炭法:
能脫除H2S及大部妥有機硫化物,肯有能常溫度操作,凈化度高、空速大,可再生等優(yōu)點,但價格較貴,硫容較低,再生能耗高。
轉(zhuǎn)化—吸收法:
轉(zhuǎn)化—吸收法一般是指鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化—ZnO吸收法,能將各 種有機硫化物轉(zhuǎn)化為硫氫,特別適宜于處理含有噻吩的氯體,轉(zhuǎn)化生成的硫化氫手氧化鋅法除去。操作溫度為350—430℃,操作壓力0.7—7.0MPa,空速500—2000h—1。加氫催化劑可再生,但不能用于含CO、CO2等昴于發(fā)生羰基化副反應(yīng)的場合(如焦?fàn)t氣、水煤氣等),而且價格昂貴。
氧化鋅法:
能脫除H2S及脫除除噻吩以外的有機硫化物,具有凈化度高,空速大,工作硫容度高(20%)、操作簡單等優(yōu)點,缺點是價格昂貴,廢脫硫劑不能再生。只適宜設(shè)置在精脫硫工藝中的最終脫硫把關(guān)。
脫除焦煤氣中的國內(nèi)常用的濕法脫硫方法,主要為改良ADA法,該法工藝技術(shù)成熟,過程完善,規(guī)范化程度高,溶液無毒。但也存在一些缺點,如溶液成分復(fù)雜,溶液費用較高,易發(fā)生硫磺睹塔現(xiàn)象。而PDS法生成的單質(zhì)硫顆粒大,易分離,不睹塔,兼有洗塔作用,硫容較低高,還能脫除硫醇、羥基硫,脫除率約50—60%,但PDS單獨使用效果并不理想,故本裝置采用ADA和PDS雙催化劑脫硫工藝。脫硫液的再生采用自吸空氣噴射器再生槽。噴射強化再生,具有投資省、效果好、省電等優(yōu)點。4.1.2工藝流程簡述
焦?fàn)t煤氣,在壓力300mmH2O柱、溫度35℃條件下,進入羅茨鼓風(fēng)機,加壓后依次進入兩臺串聯(lián)的脫硫塔內(nèi)與自上而下的與PDS脫硫液逆流接觸,吸收氣體中的H2S及部分有機硫,出塔后經(jīng)氣液分離器分離液體后,至焦?fàn)t氣壓縮工序。
吸收了H2S及部分在同硫的脫硫液進入循環(huán)槽與溶液槽反應(yīng)救分鐘后,由半貧液泵或富液泵打至再生液混合器,經(jīng)再生噴射器與自吸空氣混合,進行強化氧化反應(yīng),然后進入噴射再生槽,這硫泡沫及溶液從噴射再生槽迅速返上,在再生槽頂部,浮選出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽,再由空壓罐壓送至硫泡沫高位槽,用蒸汽加熱至85℃左右,自流入熔硫釜,繼續(xù)用蒸汽加熱至95℃左右,不斷排出清液,待濃度達(dá)到45%左右時,加熱至135℃熔融后放入硫磺冷卻盤,自然冷卻后得副產(chǎn)品硫磺。
從再生槽分離出來的清液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器進入貧液槽,經(jīng)貧液泵加壓至0.5MPa后,分兩股進入脫硫塔。
脫硫過程中所消耗的堿,以及需要補充的ADA、偏釩酸鈉、PDS等試劑,均在溶液制備槽配制成溶液后,用溶液泵送反應(yīng)槽或事故槽而進入系統(tǒng)。
當(dāng)循環(huán)溶液中的硫氰酸鈉及硫代硫酸鈉積累到一定程度后,從貧液泵出口抽取部分溶液去回收樓提取硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉。
來自貧液泵后的貧脫硫液,流入回收樓的母液槽,由母液泵定期抽入真空蒸發(fā)器用蒸汽加熱濃縮,待蒸發(fā)結(jié)束后通過旋轉(zhuǎn)的溜槽將料液放至真空吸濾器,熱過濾除Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣在濾渣溶解槽中用脫硫溶解后予以回收,濾液至結(jié)晶槽用夾套冷卻水(冷凍水)冷至5℃左右,加入同質(zhì)晶種使其結(jié)晶,最后在離心機中分離得至粗制Na2S2O3產(chǎn)品。
分離得到Na2S2O3的濾液(或NaCNS/Na2 S2O3>5的脫硫清液)經(jīng)中間槽用壓縮空氣壓入真空蒸發(fā)器,用蒸汽加熱濃縮,待蒸發(fā)結(jié)束后,通過旋轉(zhuǎn)溜槽將料液放至真空吸濾器,進一步除去Na2CO3等雜質(zhì)。濾渣同樣在溶解槽內(nèi)溶解后返回脫硫系統(tǒng)。
濾液流入結(jié)晶槽冷卻結(jié)晶,當(dāng)溶液冷卻至25℃左右時,加入同質(zhì)晶種,使其結(jié)晶,最后在離心機中分離獲得粗制NaCNS,用人工鏟出裝袋后外售,作為精制NaCNS的原料。離心濾液流入中間槽返回蒸發(fā)器循環(huán)使用,由于雜質(zhì)逐漸積累,需定期送回脫硫系統(tǒng)。
從蒸發(fā)器蒸出之水汽,在冷凝冷卻器冷凝后,抽入濾液收集槽,返回脫硫系統(tǒng)用于配制堿液。
5投資估算 5.1總投資估算 5.1.1工程概況
主要工程內(nèi)容包括:合成氨生產(chǎn)車間及輔助工程、公用工程等。
5.1.5項目總投資及投資分析
(1)項目總投資估算為5196.44萬元,其中固定資產(chǎn)投資為 4715萬元,流動資金為90萬元。5.2資金籌措
本工程總投資為4986.44萬元,其中固定資產(chǎn)投資為4715萬元,流動資金為90萬元。
6效益分析
1)項目總投資為5196萬元,其中流動資金300萬元。(2)成本估算 1)流動資金估算:
流動資金估算值為300萬元,其中30%企業(yè)自籌,70%申請銀行流動資金貨款,貨款年利潤為:5.31%,詳見表15-2 2)資金籌措
項目固定資產(chǎn)投資為5196萬元,其中貨款3150萬元,其余 為公司自籌解決,其中資本金1500萬元,詳見表15-3
年總成本:投產(chǎn)當(dāng)年2656.6萬元
投產(chǎn)第二年3041.8萬元
服務(wù)期內(nèi)平均2881.0萬元(3)產(chǎn)品成本和費用分析 正常年經(jīng)營成本:2505.39萬元/年 服務(wù)期內(nèi)平均可變成本:1472.79萬元/年 服務(wù)期內(nèi)平均固定成本:836.8萬元/年
6.2.2主要計算報表分析
(1)銷售收入
正常年銷售收入為4140.0萬元,詳見表15-7(2)利潤總額 投產(chǎn)當(dāng)年323.2萬元 投產(chǎn)第二年683.0萬元 生產(chǎn)期內(nèi)平均790.51萬元(3)利稅總額 投產(chǎn)當(dāng)年623.4萬元 投產(chǎn)第二年1158.3萬元 生產(chǎn)期內(nèi)平均1258.99萬元 6.3社會效益
山西文通鹽橋復(fù)合肥有限公司90000噸/年氯化銨工程,可以產(chǎn)生較好的社會效益,主要有以下幾個方面:
(1)投入較少量的資金,在較短的建設(shè)期內(nèi),可建成投產(chǎn)。(2)可以提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率,增加本地財政收入,發(fā)展地方經(jīng)濟。
(3)可以為社會提供113人的就業(yè)機會,為社會解決一部分下崗職工就業(yè)和社會待業(yè)人員就業(yè),以提高人民群眾的生活水平,可為社會帶來較大的聯(lián)動效益。
7結(jié)論
7.1.1簡要綜合結(jié)論
1、工程總投資5196萬元。投資內(nèi)部收益率21.41%(稅前),16.11%(稅后)借款償還期5.43年。
2、本工程合成氨裝置采用了近年來國內(nèi)外成熟可靠的先進技術(shù),利用了焦?fàn)t氣,采用技術(shù)成熟可靠的轉(zhuǎn)化爐。工藝流程和熱動力平衡中充分采用各項節(jié)能降耗措施,噸氨能耗為56548MJ。
3、由于基礎(chǔ)上建在文水,煤、水、電價便宜,運距短,僅原料、燃煤一項,就比山西省周邊地區(qū),如山東、河北、河南建設(shè)同類規(guī)模裝置原燃料費用年節(jié)省近1400萬元,故本工程建設(shè)具有明顯的經(jīng)濟效益和較強的競爭能力。